AT127373B - Verfahren zur Herstellung von glukonsauren Salzen durch Gärung. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von glukonsauren Salzen durch Gärung. 



   Es ist seit langem bekannt, dass bei der Einwirkung von Essigsäurebakterien auf Glukose Glukonsäure in wechselnden, zumeist aber geringen Mengen als Nebenprodukt entsteht. So hat dies beispielsweise Henneberg bei einer vergleichenden quantitativen Untersuchung für die folgenden Bakterien fest- 
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 B. Kützingianum, B. Pasteurianum. Bekannt ist ferner, dass beispielsweise das dem B. xylinum sehr nahe verwandte Sorbosebakterium die Glukonsäure   CH20H - (CH. OH) 4.   COOH durch weitergehende Oxydation in die Ketoglukonsäure   CHOH-CO-   (CH.   OH-COOH   überzuführen vermag. Schliesslich erwähnt Lafar im 5.

   Band seines Handbuches der Technischen Mykologie (1905-1914) auf Seite 586, dass eine allmähliche Aufzehrung der entstandenen Glukonsäure durch ihre Erzeuger schon mehrmals festgestellt worden sei, so durch Henneberg an B. xylinum und B. xylinoides, und dass eine solche vielleicht noch öfter ohne Wissen des Beobachters eingetreten sei : mit dieser Möglichkeit sei zu rechnen, sobald an die Bewertung der Ergebnisse geschritten wird, zu denen Henneberg bei seiner vergleichenden Untersuchung über die Ausbeute an Glukonsäure gelangt ist. 



   Bei planmässiger Durchforschung dieses Gebietes sind nun neue Gesetzmässigkeiten aufgefunden worden, die erst die sichere Herstellung von reiner Glukonsäure in Form ihrer Salze durch Gärung ermöglicht haben. 



   Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Essigsäurebakterien in zwei grosse Gruppen zerfallen. Die eine dieser Gruppen bildet aus Glukose neben Glukonsäure gleichzeitig Ketoglukonsäure, durch Einwirkung der andern Gruppe auf Glukose entsteht nur Glukonsäure ohne eine Spur von Ketoglukonsäure. 



  Bestimmte Essigsäurebakterien besitzen also die Fähigkeit, die sekundäre Alkoholgruppe (CH. OH) anzugreifen und durch Oxydation in die CO-Gruppe überzuführen, wogegen anderen diese Fähigkeit fehlt. (So entsteht auch z. B. bei der Einwirkung der   ketoglukonsäurebildenden   Bakterien auf Glyzerin   Dioxyaceton.)   Ferner hat sich gezeigt, dass in glukosehaltigen   Nährlösungen   unter dem Einfluss von ketoglukonsäurebildenden Bakterien vorwiegend oder sogar fast ausschliesslich ketoglukonsaurer Kalk gebildet wird, wenn die sich bildenden Säuren durch zugesetztes Kalziumkarbonat fortlaufend anKalk gebunden werden. Es wird also unter diesen Umständen die Bildung von Kalziumketoglukonat auf Kosten der Bildung von Kalziumglukonat sehr erheblich erhöht.

   Hingegen entsteht unter dem Einfluss von Bakterien, denen die Fähigkeit, die sekundäre Alkoholgruppe anzugreifen, abgeht, auch bei Gegenwart von Kalziumkarbonat nur Kalziumglukonat ohne eine Spur von Kalziumketoglukonat. Es kann also bei Wahl solcher Bakterien durch die Säuerung in Gegenwart von Kalziumkarbonat-ebenso wie bei der bakteriellen Erzeugung anderer   Säuren-die   Ausbeute an Kalziumglukonat wesentlich gesteigert werden. Aus diesen Erkenntnissen hat sich die Regel zur Herstellung glukonsaurer Salze durch Gärung ergeben, welche darin besteht, dass glukosehaltige Nährlösungen der Säuerung durch Essigsäurebakterien, welche die sekundäre Alkoholgruppe nicht angreifen, in Gegenwart von Verbindungen, deren Kation mit der Glukonsäure schwerlösliche Salze bildet, wie z. B. Kalziumkarbonat, überlassen werden. Solche Bakterien sind z. B.

   B. acetosum, B. rances, B. vini acetat, B. ascendens. Hingegen gehören zu den ketoglukonsäurebildenden Bakterien, die, wie schon erwähnt, auch durch die Bildung von Dioxyazeton aus Glyzerin charakterisiert sind, beispielsweise B. xylinum, B. xylinoides, B. orleanense, B. aceti Hansen. 



    Ausführungsbeispiel : 70 g frische Presshefe werden in einem Liter Leitungswasser langsam bis zum Kochen erhitzt und hernach Y2 Stunde gekocht. Man lässt die Suspension in einem Standzylinder   

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   etwa 24 Stunden lang stehen. Die klar abgezogene Flüssigkeit wird an drei aufeinanderfolgenden Tagen je % Stunde lang sterilisiert. Dieses Hefewasser wird nun, mit der dreifachen Menge Quellwasser verdünnt, als Nährlösung verwendet. 



  Einem Liter dieser Lösung werden 150 g von technischem Traubenzucker und 30 g Kalziumkarbonat zugesetzt, worauf man die Mischung bis zum Kochen erhitzt, in sterilisierte Gefässe einfüllt und unter den üblichen Vorkehrungen zur Verhinderung einer Infektion mit Kulturen von B. rancens beimpft. Die Nährböden werden nun bei 280 C bebrütet. Nach wenigen Tagen schon ist an einer dünnen weissen Hautdecke, die sich an der Wand des Gefässes emporzieht, und an grossen Blasen, die in der Flüssigkeit emporsteigen, die beginnende Säuerung zu erkennen. Nach etwa vier-bis sechswöchiger Säuerung hat sieh der grösste Teil des Kalziumkarbonats in der Flüssigkeit aufgelöst. Nunmehr wird der gesamte Inhalt der Gefässe zum Kochen erhitzt, filtriert und am Wasserbade eingeengt. Es kristallisieren nach kurzer Zeit aus der Flüssigkeit bräunliche Massen aus, die abgesaugt und, z.

   B. mit verdünntem Alkohol, gewaschen werden. Man kristallisiert nun ein bis zweimal aus heissem Wasser um, u. zw. vorzugsweise unter Zusatz von Tierkohle. Es ergibt sich ein rein weisses Produkt, das in blumenkohlähnlichen Aggregaten auskristallisiert und unter dem Mikroskop feine Nadeln zeigt. Der Schmelzpunkt des Phenylhydrazids liegt bei 2000 C. Der Kalziumgehalt beträgt etwa 8-9% Ca, was genau der Formel (CcHuOCa. HsO entspricht. 



  Die Ausbeuten bewegen sich zwischen 60-80% der theoretischen Ausbeute. 



  An Stelle von Glukose kann auch Saccharose der bakteriellen Oxydation unterworfen werden, wofern solche Bakterien verwendet werden, welche die sekundäre Alkoholgruppe nicht angreifen und zur Spaltung der Saccharose geeignete Enzyme hervorzubringen vermögen. 



  Bei der Analyse der unter dem Namen"Kombucha"bekannten Pilzgenossenschaft, die zur Herstellung therapeutisch wirksamer Präparate durch Säuerung kohlenhydrathaltiger Nährlösungen benutzt wird, konnte ein bis dahin unbekanntes Bakterium isoliert werden, das sich durch sein besonderes Vermögen zur Glukonsäurebildung auszeichnet und deshalb B. glukonikum genannt wurde. Es hat sich nun gezeigt, dass dieses Bakterium zu der ersten der oben erwähnten Gruppen gehört, d. h. bei der Säuerung beträchtliche Mengen von Ketoglukonsäure neben Glukonsäure und bei Abstumpfung der gebildeten Säure durch Kalziumkarbonat od. dgl. sogar vorwiegend ketoglukonsauren Kalk bildet. B. glukonikum kommt also zur Herstellung reiner Glukonsäure im Sinne des vorliegenden Verfahrens nicht in Betracht. 



  PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von glukonsauren Salzen durch Gärung, dadurch gekennzeichnet, dass glukosehaltige Nährlösungen der Einwirkung von Essigsäurebakterien, welche die sekundäre Alkoholgruppe (CH. OH) nicht angreifen, wie z. B. B. acetosum, B. rances, B. vini acetati, B. aseendens in Gegenwart von Verbindungen, deren Kation mit der Glukonsäure schwerlösliche Salze bildet, wie insbesondere Kalziumkarbonat, überlassen werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass saecharosehaltige Lösungen der Einwirkung von Bakterien unterworfen werden, welche die sekundäre Alkoholgruppe nicht angreifen und zur Spaltung der Saccharose geeignete Enzyme hervorzubringen vermögen.