DE118083C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Ja 118083 KLASSE 6ö.

in LILLE.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Februar 1899 ab.

Die Verfahren zur Herstellung von Milchsäure beruhen im Wesentlichen darauf, Milchzucker oder Glukose vermittelst des Milchsäurefermentes bei Gegenwart von doppeltkohlensaurem Natron oder kohlensaurem Kalk in Milchsäure umzuwandeln. Das Milchsäureferment verursacht eine Spaltung des Glukosemoleküls in zwei Moleküle Milchsäure.

Man kann hierzu Molken verwenden, die man mittelst alten Käses fermentirt, oder man kann auch, wie es J a qu em in in der französischen Patentschrift 204874 vom 14. April 1890 vorgeschlagen hat, eine aus Handelsglukose oder aus durch Diastase verzuckertem Malz, oder aus einem Gemenge beider hergestellte Würze benutzen. In diese Würzen werden nach genanntem Verfahren dann Reinkulturen von Milchsäurefermenten eingesät.

Dafs wie bei zahlreichen Verfahren, bei denen nicht aseptisch gearbeitet wird, 100 kg Glukose, welche theoretisch 100 kg Milchsäure ergeben müfsten, nur 60 bis 70 kg dieser Säure liefern, ist auf beträchtlichen Verlust durch schädliche Keime zurückzuführen, die das Lactat aufzehren oder andere Säure aus dem Zucker bilden. Zudem ist die Fabrikation keine regelmäisige.

Andererseits bleibt die Ausbeute, wenn man mit Reinkulturen des Milchsäurefermentes in einer sterilen Zuckerwürze arbeitet, die durch Verzuckerung stärkehaltiger Substanzen mittelst Malz oder Säuren gewonnen sind, auf 100 Theile der Stärke bezogen, noch sehr hinter der theoretischen Ausbeute zurück, da man mit mehreren Uebelständen zu kämpfen hat; denn:

1. kann man nämlich die' Bildung einer gröfseren oder kleineren Menge Dextrin nicht vermeiden, die> viel langsamer und schwerer von dem Milchsäureferment angegriffen wird, wodurch eine Verringerung der Ausbeute entsteht ;

2. kommt der Verlust an Stärke hinzu, der von dem Mälzen oder theilweisen Caramelisiren des Zuckers, wenn man Säuren anwendet, herrührt;

3. giebt das Milchsäureferment die höchste Ausbeute, wenn der Zuckergehalt 3 bis 4 pCt. nicht übersteigt; in concentrirteren Würzen wird die Ausbeute geringer und die Säuerung geht viel langsamer vor sich. Eine derartige Concentration von 3 bis 4 pCt. mufs aber in der Praxis überschritten werden, um übertriebene Ausgaben bezw. Kosten für die Sterilisation zu vermeiden und um die Extraction des Säureproductes zu erleichtern.

Endlich, wollte man diesen Uebelständen durch Anwendung einer Würze aus Handelsglukose theilweise abhelfen, würde der Uebelstand bezüglich der Concentration bestehen bleiben, weiter aber der Preis des Milch-

säureproductes sich um ebensoviel mehr erhöhen, da man dieser Würze sehr theure stickstoffhaltige Nährsubstanzen (Peptone) hinzufügen mufs, damit sich das Milchsäureferment entwickelt. Die Handelsglukose enthält übrigens immer Dextrin, welcher Uebelstand, wie schon erwähnt, für die' Körnerwürzen noch hinzukommt.

Nach dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung von Milchsäure werden alle diese Uebelstände beseitigt und es wird eine höhere Ausbeute erzielt.

Es wurden nämlich auf einer eigenthümlichen Pflanze, Rumex acetosella, Schimmelpilze gefunden, welche die Eigenthümlichkeit haben, Stärke energisch zu verzuckern und zugleich beträchtliche Zuckermengen in Milchsäure überzuführen. Impft man kleine Stückchen von den Blättern dieser Rumex acetosella in einen geeigneten Nährboden ein, z. B. in Kartoffelscheiben, so bemerkt man, dafs die Einimpfung sehr häufig eine Entwicklung eines besonderen Schimmelpilzes hervorruft, welchen die Erfinder isolirt und welchen sie wegen der Eigenschaft, grofse Mengen Milchsäure zu geben, den Namen Lactomyces gegeben haben. Aufserdem konnten die Erfinder noch zwei andere Schimmelpilze mittelst Einimpfens kleiner Blattstückchen der Rumex acetosella auf Kartoffeln isoliren; diese Schimmelpilze besitzen ebenfalls, obwohl in geringerem Grade, die Eigenschaften des ersten Lactomyces.

Der einzige bisher bekannte Organismus, \velcher Milchsäure erzeugt und technisch verwendet worden ist, besteht aus kleinen, aufserordentlich feinen Coccen, welche bald paarweise, bald in Kettchen auftreten. Man nennt ihn das Milchsäureferment, und er gehört zur Gruppe der Bacterien, kleinen einzelligen Wesen, welche sich durch Spaltung fortpflanzen.

Die Pilze, welche die Erfinder entdeckt haben, sind viel höher organisirte Vegetabilien. Es sind Schimmelpilze, welche zur Gruppe der Mucoren gehören und sich dadurch kennzeichnen, dafs sie eine weifsliche, mycelartige Masse darstellen, auf welcher sich unter günstigen Bedingungen bald lange Säulchen bilden, die in eine mit Sporen gefüllte Kugel endigen. Werden diese Pilze in ein geeignetes Nährmittel eingeimpft, so keimen sie und bilden bald eine' dicke, mycelartige/Masse. Die in Rede stehenden Organismen sind in Anbetracht der Form gänzlich von dem bekannten Milchsäureferment verschieden. Sie unterscheiden sich gleichfalls durch ihre physiologischen Eigenschaften von letzteren; denn die' vorliegenden Schimmelpilze besitzen die Eigenschaft, Stärke durch Verzuckerung unter gleichzeitiger Milchsäurefermentation in Milchsäure überzuführen, was das gewöhnliche Milchsäureferment nicht zu bewirken vermag.

Die genannten Schimmelpilze zeigen die morphologischen Eigenschaften der Mucorengruppe, zu welcher sie gehören, aber sie unterscheiden sich gänzlich von allen bisher bekannten Mucoren durch die sehr bemerkenswerthe Thatsache, dafs sie, in eine zucker- oder stärkehaltige Flüssigkeit gebracht, Milchsäure bilden, während die anderen Schimmelpilze Alkohol, Wasser und Kohlensäure erzeugen. Diese Lactomyces unterscheiden sich von den bekannten Mucoren nicht durch die Form, sondern völlig und wesentlich durch ihre physiologischen Eigenschaften. Diese völlige Aehnlichkeit hinsichtlich der Form und die gänzliche Verschiedenheit in physiologischer Hinsicht sind überdies in der Bacteriologie nichts Seltenes. Um die Arten zu unterscheiden, ist man daher fast immer genöthigt, seine Zuflucht zu den physiologischen Eigenschaften zu nehmen, welche überdies weit beständiger sind als die Merkmale, welche man aus der äufseren Form herleitet.

Züchtet man diese Schimmelpilze unter günstigen Bedingungen und derart, dafs sie' gezwungen sind, sich innerhalb der Flüssigkeit zu entwickeln, ohne dafs eine Befruchtung aus der Luft eintritt, so erreicht man eine Verzuckerung der Stärke und vollständige Milchsäurefermeiitation dieser Substanz.

Die Ausbeute wird infolge dessen beträchtlich vermehrt.

Das Verfahren vorliegender Erfindung beruht nunmehr auf der Verwendung dieser zuckerbildenden Lactomycesculturen allein oder zusammen mit den bereits bekannten Milchsäurefermenten zur Herstellung von Milchsäure aus stärkehaltigen Würzen durch Verzuckerung und gleichzeitige Milchsäuregährung.

Das Verfahren umfafst vor allem folgende Operationen:

ι. Die Würze wird durch Kochen von stärkehaltigen Substanzen (Körner, Kartoffeln, Stärke) hergestellt. Um in der Flüssigkeit ein Festwerden der Stärke durch Abkühlung zu vermeiden, verflüssigt man dieselbe, sei es durch eine sehr geringe Menge Malz oder durch ein wenig Säure' oder durch ein anderes bekanntes Mittel. Der Würze wird dann Kreide zugegeben oder eine andere Substanz, die' fähig ist, die Milchsäure im Verhältnifs zu ihrer Bildung zu binden, darauf erhitzt man in geschlossenem Gefäfs bei einer Temperatur, die hinreicht, alle etwa vorhandenen Keime zu zerstören.

2. Die sterile Würze wird aseptisch in geschlossene Behälter vertheilt, die vorher sterilisirt werden und mit Vorrichtungen ver-

sehen sind, um die Lactomyces-Reinculturen einimpfen und die Entwickelung derselben in der Flüssigkeitsmasse durch eine passende Bewegung und durch Innehalten einer Temperatur nahe bis 35⁰ begünstigen zu können.

3. Nachdem die Lactomycesculturen sich genügend entwickelt haben und die Verzuckerung der Würze eingeleitet ist, kann man die Umwandlung des gebildeten Zuckers in Milchsäure beschleunigen, indem man eine sehr geringe Menge des Milchsäurefermentes zufügt.

Dieses Milchsäureferment lebt vollständig in Svmbiose mit dem Lactomycespilze und der ganze Zucker, der durch die Schimmelpilze aus der Stärke' gebildet ist, wird in Milchsäure verwandelt, sowohl durch die Lactomyces als durch das Milchsäureferment.

4. Nachdem die Verzuckerung und die Bildung des Kalklactates als beendigt anzusehen sind (wovon man sich leicht überzeugen kann, wenn man eine Probe fermentirt), wird die erwärmte Würze abgezogen und in besondere Behälter gebracht, wo das Kalklactat auskrystallisirt. Es genügt, dasselbe durch die berechnete Menge Schwefelsäure zu zersetzen, um die Milchsäure zu erhalten.

Man kann in gleicher Weise die Lactomycesculturen anwenden, sei es allein, sei es zusammen mit dem Milchsäurefermeiit in Zuckerlösungen, die aus Glukose oder Maltose oder aus einem Gemisch beider mit einer stärkehaltigen Würze hergestellt sind.

Die Vortheile des neuen Verfahrens sind folgende:

i. Das Verfahren vermeidet alle Kosten, die durch die Anwendung grofser Malzmengen hervorgerufen werden, um die Stärke zu verzuckern (Verluste an Stärke durch die Behandlung mit Malz etc.) oder durch die Anwendung von Säuren (Verluste an Zucker durch Caramelisirung) und durch weitere unvermeidbare Behandlungen (Reinigung von der Säure etc.).

2. Es ist möglich, stärkehaltige Substanzen für" die Herstellung von Milchsäuren zu verwenden, indem alle Verluste vermieden werden, die bisher nicht vermieden werden konnten und oben bereits angegeben wurden (Bildung von Dextrin etc.).

3. Die Würzen können zu einem höheren Concentrationsgrad gebracht werden, weil die Milchsäure im Verhältnifs zu dem gebildeten Zucker producirt wird, so dais keine schädliche Concentration des Zuckers eintritt, um das Wachsthum des Fermentes zu beeinträchtigen, die Gährung zu verzögern und die Ausbeute, wie schon erwähnt, zu erniedrigen.

4. Die Dauer der Gährung ist in dem Sinne abgekürzt, weil das Verfahren es erlaubt, zu gleicher Zeit eine concentrirtere Lösung als bisher zu verwenden.

5. Die Extraction der Milchsäure ist im Verhältnifs zu der gröfseren Concentration und der gröfseren Menge an Lactat weniger kostspielig.

Infolge aller dieser Vortheile giebt das Verfahren eine' höhere Ausbeute als alle bisher bekannten Verfahren.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Milchsäure aus stärke- oder zuckerhaltigen Substanzen, gekennzeichnet durch die Anwendung von Milchsäuregährung hervorrufenden Schimmelpilzen, allein oder mit den bekannten Milchsäurefermenten.