DE813145C

DE813145C - Verfahren zur Gewinnung starker Milchsaeureloesungen durch Vergaeren von Molken ohne Ausfaellung der Milchsaeure als Kalziumlaktat

Info

Publication number: DE813145C
Application number: DEP37673D
Authority: DE
Inventors: Georg Weck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-25
Filing date: 1949-03-25
Publication date: 1951-09-06

Description

Verfahren zur Gewinnung starker Milchsäurelösungen durch Vergären von Molken ohne Ausfällung der Milchsäure als Kalziumlaktat Da die Molke durchschnittlich 4,5°/o Milchzucker enthält, würden bei vollständiger Umsetzung des Milchzuckers etwas mehr als 4,5°/o freie Milchsäure entstehen. Da nun die Milchsäurebakterien, gleichgültig ob Kokken oder Thermobakterien, durchschnittlich bei 2,5°/o freier Säure maximal ihre Lebensfunktion einstellen, so ist es praktisch aussichtslos auf reinem bakteriellen Weg den gesamten Milchzucker in lblilchsä ure umzuwandeln. Man ging daher bei der Milchsäuregewinnung in der Weise vor, daB man der Molke Kalk zusetzte und so, sofort die gebildete freie Milchsäure in Kalziumlaktat umwandelte, wodurch man sie für die Bakterien unschädlich machte. Alsdann wurde nach beendigtem ProzeB das Kalziumlaktat filtriert, gereinigt und durch Zusatz von H2 S 04 das Kalzium des Kalziumlaktates an die Schwefelsäure in Form des wasserunlöslichen Gipses gebunden, wodurch die Milchsäure wieder frei wird. Für die Herstellung einer Reihe biologisch hochwertiger Präparate ist es aber notwendig, unter gleichzeitiger Erhaltung der wertvollen Milchsalze einen Gärungsweg zu schaffen, der die restlose Vergärung des Milchzuckers gestattet, ohne über den Weg der Bindung der Milchsäure an Metalle gehen zu müssen, wobei die biologisch wertvollen Milchsalze restlos verlorengehen.
Gegenstand der Neuerung ist nun ein neues biologisches Verfahren zur Gewinnung von Milchsäurepräparaten, welche frei von Milchzucker sind, bei gleichzeitiger Erhaltung der Milchsalze.
Versuche haben ergeben, daß es nicht die freie undissoziierte Milchsäure ist, welche die Bakterien in erster Linie in ihren Lebensfunktionen hemmt, sondern nur die H-Ionen des dissoziierten Anteils der Milchsäure. Die Bakterien vertragen ohne Schädigung eine Konzentration an undissoziierter Milchsäure bis 3°/0, stellen aber trotz ihrer Eigenschaft als Säurebakterien bereits bei einem PH-Wert von 4,8 jegliche Tätigkeit ein.
Man könnte nun sagen, daß man die Molke einfach nur mit Wasser verdünnt, um so eine restlose Vergärung des Milchzuckers zu erreichen, indem die Verdünnung so groß gewählt wird, daß die freie Säure den Prozentsatz beispielsweise von 1,5°/o bei der Restvergärung nicht übersteigt. Abgesehen davon, daß hierdurch unnötig große Wassermengen im Prozeß mitgeschleppt werden müssen, die die ganze Sache außerordentlich verteuern, ist trotzdem eine restlose Vergärung unmöglich, weil es nicht die freie undissoziierte Säure ist, die den Störungsfaktor darstellt, sondern die H-Ionen der dissoziierten Säure. Das pH ist aber in verdünnten Lösungen an sich höher, und es wird die Dissoziation gleichzeitig durch die Mitverdünnung der Milchsalze, welche als Puffersubstanzen wirken, roch erhöht, so daß beispielsweise in 1 : 1 verdünnten Molken im günstigsten Falle eine Vergärung bis zu i0/, freier Säure möglich ist, und dieser Prozentsatz um so geringer wird, je größer die Verdünnung ist. Hieraus ergibt sich aber, daß über diesen Weg allein die restlose Vergärung nicht durchgeführt werden kann.
Infolge des hohen Milchzuckergehaltes ist es zwar notwendig, daß eine gewisse Verdünnung der Molke vorgenommen werden muß, um nicht allzu hohe Konzentrationen,an freier Säure zu erhalten, aber andererseits muß mit einem Kunstgriff nachgeholfen werden, um den Anteil an dissoziierter Säure unschädlich zu machen. Dies geschieht in der Weise, daß man Pufferstoffe, am zweckmäßigsten Salze der Orthophosphorsäure verwendet, bei welchen 2 H-Atome durch ein Alkalimetall ersetzt sind. Erst so ist es,möglich, über den Weg einer gewissen Verdünnung, die Vergärung restlos durchzuführen.
Bei der Auswahl dieser sogenannten Puffersubstanzen wählt man zweckmäßig die in der Milch enthaltenen Salze K2 H P O4 und Na2H P O4, man kann aber auch für besondere Zwecke an Stelle dieser Salze Salze der Alkali- und Erdalkalimetalle organischer oder anorganischer Säuren verwenden. Stammes von Thermobacterium bulgaricum geimpft und bei dieser Temperatur belassen. Der pH-Wert des Reaktionsgemisches lag bei Beginn der Gärung bei 6,7 und ging innerhalb von 168 Stunden auf 3,7 zurück, wobei die Lösung einen Säuregehalt von 2,5°/o Milchsäure erreichte.
2. 6o kg eiweißfreie Molke mit einem Säuregehalt von 0,22°/o Milchsäure werden mit 3o kg Wasser verdünnt, mit Z kg Kalziumlaktat versetzt, durch Erhitzen sterilisiert und nach dem Erkalten bei 35' C mit Zoo g eines auf Milchnährboden gezüchteten Stammes von Thermobacterium bulgaricum geimpft und zur Vermeidung von Infektionen aus der Luft mit einer 2 mm hohen Schicht von Paraffinöl bedeckt. Die Lösung zeigte bei Beginn der Gärung einen pH-Wert von 6,2 und nach 168 Stunden den Wert 3,5; der Säuregehalt stieg innerhalb dieser Zeit auf 2,4°/0 Milchsäure an.
3. 7o kg eiweißfreie Molke mit einem Säuregehalt von 0,31°/o Milchsäure wurden mit 35 kg Wasser verdünnt, mit 2 kg Dikaliumphosphat versetzt, durch Erhitzen sterilisiert und nach dem Erkalten bei 35' C mit 200 g einer auf Milchnährboden gezüchteten Kultur von Thermobacterium helveticum geimpft und zurt Vermeidung von Infektionen aus der Luft mit einer 2 mm hohen Schicht von Paraffinöl bedeckt und wieder weiter 168 Stunden auf 35' C erwärmt. Die Lösung zeigte bei Beginn der Gärung einen pH-Wert von 6,7 und ging dieser auf 4,1 zurück, dabei stieg der Säuregehalt nach dieser Zeit auf 2,65°/o Milchsäure an. Beispiele 1. 75 kg eiweißfreie Molke mit einem Säuregehalt von 0,31°/o Milchsäure wurden mit 37,5 kg Wasser verdünnt und mit 2 kg Dikaliumphosphat versetzt, durch Erhitzen sterilisiert und nach Abkühlung auf 35' C mit 200 g eines auf Milchnährboden gezüchteten

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung starker Milchsäurelösungen verschieden optisch aktiver Formen über den reinen Gärungsweg aus Molken bei weitgehender Vergärung des Milchzuckers, ohne den Umweg durch Anlagerung an Metalle und Austreibung der Milchsäure durch Mineralsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man milchzuckerhaltige Lösungen so weit mit Wasser verdünnt, daß bei der Restvergärung der Höchstgehalt an freier Säure nicht überschritten wird, welcher das Leben der Bakterien bei Überschreitung hemmt und der Flüssigkeit so viel Puffersubstanzen zusetzt, daß der pH-Bereich bei einer Milchsäurekonzentration bis 3,2°/o in der Lösung innerhalb der Werte von PH 3 bis PH 7 liegt, und die Gärung bei den für die jeweilig zur Verwendung kommenden Bakterienarten charakteristischen Optimaltemperaturen durchführt.