Bakterien darstellt als die Kunststoffoberfläche. Generell bieten diese Ergebnisse ein gutes Bild über die »Umweltbedinungen« auf den Scheinen für Erreger, sind aber nicht mit der potentiellen Kontamination mit dem Coronavirus gleichzusetzen. Forschungsergebnisse bezüglich der Coronaviren gibt es bislang lediglich zu ihrer Stabilität auf unterschiedlichen Materialien im Labor. Es konnte festgestellt werden, dass sie auf Pappe etwa einen Tag, auf Papier bis zu vier Tage und auf Kunststoff noch nach zwei bis drei Tagen nachweisbar sind. Es gibt also Hinweise dafür, dass das Coronavirus ähnlich wie die Bakterien über Geldscheine übertragen wird und stabil bleiben könnte. Da Viren generell zu einem sehr geringen Anteil (< 1 %) auf Geldscheinen gefunden und davon ausgegangen werden kann, dass dies auch für Coronaviren gilt, ist ihre Übertragung über Geldscheine eher unwahrscheinlich.
Eine weitere Rolle bei der Bargeldzahlung stellen Münzen dar, die im Vergleich mit den Geldscheinen bisher noch unzureichender bezüglich ihrer Erregerkontamination erforscht sind. Das soll aber in einem Modellversuch schnell nachgeholt werden.
Experiment: Die Rolle des Bargeldes bei der Virusübertragung
Was Du benötigst:
Ungefähr 30 Münzen (1-,2- oder 5-Cent)
Eine Schüssel
Zwei Plastikflaschen
Zwei Luftballons
Zwei Gummibänder
Ein Trichter
Ein halbes Päckchen Trockenhefe
Essig oder Zitronensaft
Zwei Esslöffel Zucker
Warmes Wasser
Durchführung:
Als erstes liegt der Fokus auf den Münzen. Dazu gibst Du die Münzen in eine Schüssel und gibst so viel Zitronensaft oder Essig hinzu, bis sie vollständig bedeckt sind. Wofür Du Dich entscheidest, spielt für das Gelingen keine Rolle. In der weiteren Anleitung wird das Experiment mit dem Zitronensaft beschrieben. Die Lösung lässt Du über Nacht stehen.
Am nächsten Tag kann es weiter gehen. Zur Vorbereitung kommen erst einmal die Luftballons zum Einsatz, denn diese müssen ein paar Mal aufgepustet werden, damit sie gut dehnbar werden. Dann erwärmst Du ungefähr einen halben Liter Wasser auf etwa 32 °C, da dies die Optimaltemperatur für die Gärung der Hefe darstellt. Dafür brauchst Du nicht unbedingt ein Thermometer. Das Wasser sollte sich lauwarm anfühlen, wenn Du es über Deine Hand laufen lässt. In dem Wasser werden danach etwa zwei Esslöffel Zucker und ein halbes Päckchen Trockenhefe gelöst. Diese Hefe-Zucker-Lösung wird mit einem Trichter in die Plastikflaschen gefüllt, sodass beide Flaschen genau gleich voll sind. In eine der beiden Flaschen wird zusätzlich die Zitronen-Lösung hinzugegeben, in der die Münzen über Nacht gelegen haben. Auch die Münzen dürfen mit in die Flasche wandern, so sind die Inhalte der Flaschen auch gut zu unterscheiden. In die zweite Flasche fügst Du etwa genauso viel Zitronensaft hinzu, wie Du bei der ersten Flasche verwendet hast.
Dann werden die Luftballons über die Flaschenöffnungen gestülpt, dabei solltest Du darauf achten, dass die Ballons jeweils luftleer über die Flaschen gestülpt werden, damit sie später vergleichbar sind. Die Ballons können noch mit Gummibändern am Flaschenhals fixiert werden. Die Ergebnisse des Versuchs sind erst nach zwei bis drei Stunden zu sehen, ähnlich wie es beim Aufgehen eines Hefeteigs der Fall ist.
Abbildung 5.3: Skizze der Durchführung des Experiments
HEFEN:
Hefen sind mikroskopisch kleine Pilze, die in Form von etwa 700 verschiedenen Hefearten vorkommen. Sie sind meist einzellig und vermehren sich durch Knospung, also durch Teilungsprozesse. Die Energiegewinnung der meisten Hefen ist fakultativ anaerob. Das bedeutet, sie sind nicht auf Sauerstoff angewiesen, aber nutzen diesen bei Verfügbarkeit bevorzugt für ihre Atmung. Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, findet die Gärung statt, die aber weniger Energie liefert als die Atmung unter Anwesenheit von Sauerstoff. Verschiedene Formen der Hefe wie die Backhefe, Eiweißhefe, Weinhefe oder Bierhefe nehmen eine wichtige Rolle in der Nahrungs- und Genussmittelherstellung ein. Zudem stellt die Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) in der Forschung einen wichtigen Modellorganismus dar, da sie einfach zu vermehren ist und einen ähnlichen Zellaufbau wie Pflanzen- und Tierzellen besitzt.
Beobachtungen:
Mit der Zeit kannst Du feststellen, dass sich beide Ballons gefüllt haben. Der Luftballon mit den Münzen und der Zitronen-Lösung ist allerdings deutlich kleiner geblieben als der Vergleichsballon.
Abbildung 5.4: A Starke Ballonfüllung bei der reinen Hefe-Zucker-Lösung mit Zitronensaft B Geringe Ballonfüllung beim Zusatz von Münzen.
Erklärung:
Als erstes wird der Vergleichsballon ohne die Münzen betrachtet, um zu klären, warum sich die Ballons überhaupt aufblähen. Wie Du vielleicht schon vermutet hast, ist ein Gas bei der Reaktion in der Flasche entstanden. Hier handelt es sich um Kohlenstoffdioxid (CO2), das von den Hefepilzen abgegeben wird, wenn die Zellatmung oder Gärung erfolgt. Mithilfe dieses Prozesses können die Hefepilze die für ihr Wachstum benötigte Energie aus dem Zucker gewinnen. Als Ausscheidungsprodukte entstehen dann Kohlenstoffdioxid durch die Atmung und Ethanol (Alkohol) durch die Gärung. Der Prozess der Atmung ist mit der menschlichen Atmung vergleichbar. Auch wir erzeugen mithilfe von Zucker (Kohlenhydraten) und Sauerstoff Energie und stoßen dabei unter anderem Kohlenstoffdioxid durch die Atmung aus.
Damit kann direkt erklärt werden, was bei dem zweiten Ballon mit den Münzen geschehen sein muss. Er ist weniger stark aufgeblasen, also befindet sich weniger Kohlenstoffdioxid in dem Ballon und die Hefe hat eine geringere Menge Zucker verstoffwechselt. Aber woran liegt das? Es genügt dazu ein Blick auf den Anfang des Versuchs, bei dem Cent-Münzen über Nacht mit einer Lösung behandelt wurden. Die Münzen bestehen zum Großteil aus Stahl, besitzen aber einen Mantel aus Kupfer. Durch die Zugabe von Zitronensaft hast Du dafür gesorgt, dass sich Kupfer-Ionen von der Münze lösen, da auf der Oberfläche der Münze Korrosionsprozesse ablaufen. Dies ist mit dem Rosten eines Eisennagels vergleichbar. Genau diese Kupfer-Ionen haben eine antimikrobielle Wirkung, sodass die Hefepilze angegriffen werden. Dadurch können sie den Zucker nur noch teilweise verstoffwechseln und es entsteht weniger Kohlenstoffdioxid. Letztendlich muss bei der Auswertung des Versuchs auch bedacht werden, dass nicht steril gearbeitet werden konnte, sodass auch eine Kontamination von außen möglich wäre, die die Versuchsergebnisse beeinflussen und verfälschen könnte.
—
Der Versuch konnte zeigen, dass die Kupfer-Oberfläche von Cent-Münzen eine antimikrobielle Wirkung hat. Es werden Kupfer-Ionen frei, die Erreger angreifen und so die Menge an Keimen auf einer Münze reduzieren können. Im Vergleich mit Geldscheinen ist deshalb die Kontamination mit Erregern bei
