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Die Erfindung bezieht ich auf die Verhinderung des Schimmelwachstums in oder auf hiefür empfänglichen Materialien.
Wie bekannt, unterliegen Nahrungsmittel, wie Brot, Backwerk, die verschiedenen Zereal-
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dem Verschimmeln, wodurch sie für den menschlichen Genuss ungeeignet werden.
Sehimmelbildung wird durch eine Gattung von Mikroorganismen hervorgerufen, welche ihre
Nahrung auf den verschiedenartigsten Materialien finden, die in natürlichem oder verarbeitetem Zustande vorkommen. Die Mikroorganismen wachsen und vermehren sich unter. günstigen Temperatur-und Fssuchtigkeitsverhältnissen rasch und bilden : unter ungünstigen Umständen, etwa ungenügender Feuchtigkeit, sehr widerstandsfähige Sporen, welche rasch verbreitet und zerstreut werden und augenblicklich Pilze entwickeln, sobald Feuchtigkeit und sonstige Bedingungen hiefür günstig sind.
Brot z. B., welches ja feucht und porös ist, bildet einen ausgezeichneten Nährboden für das Wachsen von Schimmel. Nahezu sämtliche gewöhnliche Schimmelpilze, wie Aspergillus niger, Penicillium glaueus, Penicillium expansum, Rhizopus nigricans, Triehothecinm roseum, verschiedene Mueorarten usw., wachsen rasch unter den bei nicht getrocknetem Brot bestehenden Verhältnissen auf der Oberfläche des Laibes bzw zwischen den Scheiben von aufgeschnittenem Brot. Das.
Einhüllen oder Verpacken von Brot sowie das Aufschneiden desselben in Scheiben vor dem Verpacken haben das Problem des Schimmelns verschärft, da ja die feuchtigkeitsdichte Hülle oder Packung die Feuchtigkeit im Brotlaib zurück-und aufrechthält. Da Schimmel das Brot zum Genuss ungeeignet, ja es sogar für den Konsumenten gefährlich machen kann, ist das Schimmeln des Brotes selbst nach dem Verpacken und dem Verkauf eine Quelle fortwährender Kosten oder Sorgen. Ähnliche Unannehmlichkeiten treten auch bei andern Waren, wie Zerealprodukten, Frischbutter, Zuckerglasuren und andern Produkten tierischen oder pflanzlichen Ursprungs,. auf.
Wegen der weiten Verbreitung und Verteilung von Schimmelsporen ist es praktisch unmöglich, ihren Zutritt zu lagernden, oder handelsmässig hergestellten Nahrungsmitteln zu verhindern. Daher setzt Schimmelbildung rasch ein, nachdem man, sei es während der Herstellung oder sei es. während der Lagerung, solche Nahrungsmittel der Luft aussetzt und Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnisse bestehen, die sich für das Wachsen des Schimmels eignen.
Zur Hintanhaltung von Sehimmelbildung wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen : z. B. ein derartiges Veipacken von Nahrungsmitteln dass um diese herum eine Atmosphäre inerter Gase verbleibt, oder Nahrungsmittel, etwa Brot, in einer von Sohimmelsporen gereinigten Atmosphäre zuzurichten oder schliesslich die Nahrungsmittel mit keimtötenden Stoffen od. dgl. zu behandeln.
Alle diese trüheren Vorschläge sind jedoch gekennzeichnet durch grosse Kosten oder durch einen schädlichen Einfluss auf den Geschmack, Geruch, die Essbarkeit oder den Nährwert des behandelten Produktes und infolgedessen, waren sie fabriksmässig nicht durchführbar. Das Problem, die Schimmelbildung in praktisch
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Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Verhinderung der Schimmelbildung, welches die Nachteile der vorbekannten Methoden nicht aufweist, also weder teuer noch wertsehädigend für das behandelte Produkt ist.
Erfindungsgemäss wird das Wachstum von Schimmel in dafür empfänglichen Materialien durch deren Behandlung mit oder Einverleibung bzw. Zusatz von einer verhältnismässig kleinen Menge eines oder mehrerer Salze einer gesättigten einbasischen, aliphatischen Säure mit 3-12 Kohlellstoffatomen in offener oder Seitenkette verhindert. Unter diesem'Ausdruck sollen als inbegriffen verstanden sein die Salze der verschiedenen Metalle, insbesondere der Alkali-und Erdalkalimetalle, sowie auch die Salze von Ammonium, Ammoniumderivaten u. dgl. mit den genannten Säuren mit 3-12 Kohlenstoffatomen.
Jedes dieser Salze kann als solches oder in Form von Substanzen verwendet werden, welche in Gegenwart von Feuchtigkeit, zumindest teilweise, in das Salz umgewandelt werden, wie beispielsweise Amide.
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nach einer Alkaliverbindung oder einer alkalischen Verbindung zugesetzt, so wird das alkalische Material in so grosser Menge vorhanden sein müssen, dass die Säure neutralisiert wird.
Die Liste der in den Bereich der Erfindung fallenden Substanzen konnte sehr weit ausgedehnt werden ; es wird aber genügen, die folgenden spezifischen Materialien anzuführen, welche erfindung : : - gemäss als Vorbeugungsmittel gegen Schimmelbildung zweckmässig sind, um die Natur der weiteren
Klassen verwendbarer Stoffe entsprechend klarzulegen. Erfindungsgemäss können kleine Quantitäten nachfolgender Substanzen oder Gemische bzw. Äquivalente derselben verwendet werden : propion-, butter-, isobutter-, valerian-, capron-, laurin-usw.... saures Natrium, Kalzium, Kalium, Magnesium,
Quecksilber, Zink, Ammonium u. dgl. Bei Nahrungsmitteln ist selbstverständlich die Verwendung von giftigen Salzen der vorhin beschriebenen Säuren, wie z.
B. der Zink-, Quecksilber-, Barium- und Strontium-Salze, unzulässig, wenn auch diese Stoffe Schimmelbildung wirksam verhindern.
Erfindungsgemäss kann auch eine Verbesserung im Geschmack und in der Qualität von Nahrungs- mitteln, die, wie vorhin beschrieben, gegen Schimmelbildung gesichert wurden, insbesondere bei Backgut dadurch erzielt werden, dass man dem Nahrungsmittel eine kleine Menge einer alkalischen Verbindung, wie Natrium-oder Ammoniumkarbonat, Bikarbonat, Carbamat, Harnstoff od. dgl. oder Gemische dieser
Substanzen, einverleibt. Bei Verwendung beispielsweise eines propionsauren Salzes, etwa propion- sauren Kalziums, verbessert eine Menge der alkalischen Verbindung, z. B. Ammonium-Karbonat oder - Bikarbonat, die ungefähr ein Achtel der Menge an propionsaurem Kalzium gleichkommt, im allgemeinen die Qualität des Brotes sowie auch im besonderen den Geschmack desselben in hohem Masse.
Die
Menge an verwendetem alkalischem Material, wie Ammonium-Karbonat oder-Bikarbonat, kann inner- halb weiter Grenzen schwanken, u. zw. zwischen etwa einem Zehntel bis ein Viertel der Menge des Hemm- oder Schutzmittels gegen Schimmel, obgleich eine Menge ungefähr in der Mitte zwischen diesen Grenzen im allgemeinen zu bevorzugen ist. Wie vorhin erwähnt, ist die angegebene Menge der alkalischen
Substanz bezogen auf die Menge des verwendeten Schutzmittels.
Letztere, nämlich die Menge eines Salzes einer Säure oder eines Gemisches solcher, die notwendig ist, um die beste Vorbeugung gegen Schimmelbildung zu liefern, hängt u. a. auch mit dem besonderen pH-Wert des behandelten Materials zusammen und ändert sich mit diesem. Im allgemeinen wird jedoch eine Menge an Salz zwischen etwa 0'01-2'3 Gew. %, bezogen auf den Wassergehalt des behandelten
Materials, bevorzugt und sie genügt, um Materialien eines pH-Wertes von 3 bis 7 gegen Schimmelbildung zu schützen. Kleinere Mengen können verwendet werden, wenn die bestehenden pH-Werte kleiner sind, und grössere Mengen, sobald die pH-Werte höhere sind, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen. Die Schwankung in der notwendigen Konzentration des Salzes in bezug auf Änderung des pH-Wertes ist aus der Zeichnung zu entnehmen.
Das dort dargestellte Diagramm bezieht sieh auf ein
Beispiel unter Verwendung von propionsaurem Kalzium, und es geben die Abszissen den pH-Wert und die Ordinaten das perzentuelle Mengenverhältnis an Salzen (bezogen auf den Wassergehalt des behandelten
Mittels) an, das notwendig ist, um Schimme-Ibildung hintanzuhalten. Obwohl für das Diagramm der
Zeichnung propionsaures Kalzium als Beispiel gewählt ist, ist klar, dass die Wirkung anderer Salze oder jene von Salzen anderer Säuren hinsichtlich der Verhinderung von Schimmelbildung ähnlich ist.
Eine grosse Zahl von Proben hat erwiesen, dass die mengenmässige Schwankung anderer Salze als propionsaurem Kalzium nicht proportional gross ist, obgleich es sich bei der Verwendung von Salzen höherer Säuren gezeigt hat, dass etwas grössere Mengen an denselben im allgemeinen zweckmässiger sind, um die erwünschte Unterdrückung oder Hemmung der Schimmelbildung zu erzielen.
Das Salz kann in festem Zustande oder in Lösung in irgendeiner entsprechenden Weise auf das behandelte Material zur Anwendung kommen. Ist eine Fläche zu behandeln, beispielsweise die Ober- fläche eines Nahrungsmittels oder eines sonstigen, dem Schimmeln unterliegenden Stoffes oder die
Oberfläche eines Behälters oder Gerätes bei der Herstellung oder Handhabung von Kohlehydraten oder andern Nahrungsmitteln, so kann sie mit einer Hemm- oder SchutzmittellÏsung von geeigneter Konzentration und pH-Wert besprengt werden. Wenn das Schutzmittel bei der Herstellung eines Nahrungs- mittels, wie z. B. Brot, zuzufügen ist, kann man es den Bestandteilen desselben vor, während oder nach dem Mischen beigeben.
Beispielsweise kann man es als eine Lösung dem Posten von Brotteig oder
Zuckergussmasse zufügen oder man kann es mit Mehl, Grütze oder Zerealien trocken vermischen oder
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Streichkäsen beimischen oder diese Stoffe damit besprengen oder bestreuen. Auch für Früchte, wie
Orangen, Bananen. Ananas, Trauben, Äpfel, Birnen, ist das Mitte ! anwendbar, indem man diese entweder in das Mittel taucht oder damit besprengt.
Nahrungsmittel der obangegebenen Art enthalten allgemein Feuchtigkeit oder Wasser oder können selbes absorbieren und damit einen guten Nährboden für Schimmelpilze ergeben. Durch eine geringe Menge des Schutzmittels wird mittels dieser Feuchtigkeit bzw. mittels dieses Wassers eine Salz- lösung erzeugt, die ausreicht, die Schimmelbildung hintanzuhalten. Wenn man Schutzmittel der erfindungsgemässen Art für schimmelnde Materialien, wie Früchte, Gemüse, Tabak, Papier, Leder, Tex- tilien, Holz, Riemenwerk od. dgl. oder für Materialien verwendet, die bei der Handhabung von Nahrungs- mitteln oder sonstigen Substanzen in Anwendung kommen bzw. für irgendwelche Substanzen, die dem
Schimmeln unterliegen, so kann man sie je nach Wunsch gelöst oder trocken benutzen.
Einer der
Vorzüge der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass diese Schutz-oder Henm'ittel gegen Schimmel leicht verfrachtet, gelagert oder gehandhabt werden können, da sie sowohl in trockener als auch in flüssiger Form, d. i. ein trockenes Pulver oder eine Lösung sein können. Ein weiterer praktischer Vorteil der Schutzstoffe nach der Erfindung liegt darin, dass bei ihrer Verwendung eine etwas grössere Menge an Wasser bei der Brotherstellung benutzt werden kann, was erheblich zur Frische und Haltbarkeit des Brotlaibes beiträgt. Dies ist insbesondere bei in Scheiben geschnittenem Brot von Bedeutung.
Ein typisches Ausführungsbeispiel ist folgendes, bei welchem propionsaures Kalzium einem Brotteigposten einverleibt wird. Das beschriebene Brot stellt einen Typus jener Weissbrote dar, welche einen pH-Wert von ungefähr 5'1 bis 6'0 zeigen. Bei der Herstellung des Brotteiges wurde ein Vorteig,
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41/4 Stunden lang gären gelassen. Hierauf wurde der Vorteig zu einem Teigposten zusammen mit den folgenden Bestandteilen fertiggestellt :
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<tb> 60 <SEP> kg <SEP> Mehl,
<tb> 33 <SEP> kg <SEP> Wasser,
<tb> 9 <SEP> kg <SEP> Zucker,
<tb> 6 <SEP> kg <SEP> Trockennileh <SEP> (Magermilch),
<tb> 5Yz <SEP> kg <SEP> mürbmachende <SEP> Mittel,
<tb> 31/8 <SEP> kg <SEP> Salz,
<tb> 2 <SEP> kg <SEP> Malzextrakt,
<tb> % <SEP> kg <SEP> propionsaures <SEP> Kalziuni.
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Zu diesen Bestandteilen werden vorzugsweise 62'5 g Ammoniumbikarbonat zugesptzt. Selbstverständlich kann Ammoniumbikarbonat oder eine andere alkalische Verbindung weggelassen werden ohne widrigen Einfluss auf die Schimmelwiderstandsfestigkeit des Endbackerzeugnisses. Wie vorhin bemerkt, wird jedoch vorgezogen, dieses Material zuzugeben wegen der Verbesserung im Geschmack und in der allgemeinen Qualität des erzeugten Brotes.
Der Teig wurde 8-10 Minuten bei etwa 270 C gemischt und 3/4 Stunden lang gären gelassen, bevor er in Laibe geformt wurde. Das obangeführte propionsaure Kalzium stand im Verhältnis von dz kg zu 115 kg Wasser und daher belief es sich auf über 0'4 Gew. % und überstieg sohin wesentlich die Menge, welche, wie aus der Zeichnung ersichtlich, für einen pH-Wert von 5'50 notwendig ist. Wenn man auch das propionsaure Kalzium in irgendeiner Stufe zusetzen kann, wird es vorzugsweise in der Teigstufe des Brotherstellungsverfahrens zugefügt. In gleicher Weise können propionsaures Magnesium, Kalium oder Natrium, welche zusammen mit Kalzium die bevorzugten Propionate sind, verwendet werden.
Bei Zusatz von Kalziumsalz wird jedoch dem Produkt ein wertvoller mineralischer Nährstoff zugefügt und daher wird dieses erfindungsgemässe Hemm-oder Schutzmittel bevorzugt.
Im Vergleich zu ansonsten identischem Brot, aber ohne propionsaurem Salz widerstand das vorbeschriebene Brot dem Wachstum von Schimmelpilzen wesentlich besser. Wenn zwei Laibe, davon einer unbehandelt und der andere wie vorhin beschrieben hergestellt mit einem Gemisch verschiedenartigster Schimmelsporen geimpft, sodann in Paraffinpapier verpackt und in einen Warmapparat mit etwa 350 C eingebracht wurden, ergab es sich, dass der unbehandelte Laib nach drei Tagen eine mächtige Schimmelbildung zeigte, während das mit dem Propionsalz behandelte Brot in sechs Tagen noch kein sichtbares Wachsen von Schimmel erkennen liess.
Wenn zwei in einer Bäckerei unter identischen normalen Verhältnissen hergestellte Brotlaibe, von denen einer nicht, der andere aber mit propionsaurem Salz behandelt war, in einen Warmapparat zu Lagern gegeben wurden, zeigt der unbehandelte Laib in drei Tagen Schimmelwachstum und war in zehn Tagen vollständig von Schimmel bedeckt, während der behandelte, propionsaures Kalzium enthaltende Laib nach Ablauf von etwa zehn Tagen noch keine Anzeichen des Wachstums von Schimmel erkennen liess.
Wie vorhin ausgeführt, sind die Verfahren und die Mittel zur Hintanhaltung der Schimmelbildung für alle schimmelig werdenden Materialien anwendbar. So zu. wurden Muster von Rahmkäsen, verschiedensten Streichkäsen und von Frischbutter vorerst mit Schimmelpilzen stark geimpft, dann mit dem Hemmittel durch Einverleibung von 0'3 Gew. % propionsaurem Kalzium (berechnet auf den
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eingebracht, der auf Raumtemperatur von etwa 25 bis 30 C und auf etwa 50"'o und mehr Feuchtigkeit gehalten wurde.
Nach Ablauf eines Monats konnte unter diesen das Sehimmelwachstum beschleunigenden Verhältnissen keine Schimmelbildung gesehen werden, wogegen Kontrollmuster ohne Hemmt mittel innerhalb 48 Stunden Schimmel zeigten.
Beispiel zur Veranschaulichung der Anwendung der Erfindung durch Aufsprengen auf die Oberflächen behandelter Materialien :
Die gleichen Muster von Rahmkäsen, von verschiedenen Streichkäsen und Frischbutter wurden zuerst mit Schimmel stark geimpft, ihre Oberflächen sodann mit einer 2% igen wässerigen Losung von propionsaurem Kalzium besprengt und hierauf in ein geschlossenes Gefäss eingebracht und darin auf Raumtemperatur (während der Sommerszeit) von 25 bis 30 C und bei 50% und mehr Feuchtigkeit gehalten. Die Oberflächen der Muster waren genügend besprengt, dass ihre Gesamtheit tatsächlich von einer Lösung von propionsaurem Kalzium bedeckt war.
Nach Ablauf eines Monats zeigten diese Muster kein ersichtliches Wachstum von Schimmel, wogegen Kontrollmuster ohne Behandlung innerhalb 48 Stunden unter den gleichen wachstumbeschleunigenden Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnissen eine beträchtliche SC11Îmmelbildung aufwiesen.
In gleichartiger Weise, wie für Käse und Butter beschrieben, wurden auch Muster von Tabak
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berechnet) propionsaurem Kalzium in die feingemahlenen Tabakmuster und auch durch Aufsprengen einer 2- und 3%igen wässerigen Lösung von propionsaurem Kalzium. Diese Muster wurden zusammen
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sporen geimpft wurden ; es erwies sich, dass in den behandelten Mustern Schimmelwachstum länger als ein Monat gehemmt war, wogegen das unbehandelte Gut schon in 3-4 Tagen ausgedehnte Schimmel- bildung zeigte.
In gleicher Weise wurden Äpfel, Birnen, Trauben, Orangen sowie andere Früchte und Gemüse durch Besprengung mit einer 2%igen propionsauren Kalziumlösung, wie für Käse und Tabak beschrieben, behandelt und es erwies sich, dass unter den gleichen Bedingungen win vorher Schimmel- bildung auf solchen Früchten und Gemüsen beträchtlich lange aufgehalten war, wogegen nicht behandeltes Kontrollgut schon in wenigen Tagen Schimmelbildung zeigte.
Die vorstehenden Beispiele sind für propionsaures Kalzium in seiner Anwendung durch Besprengung oder Einverleibung in das zu behandelnde Gut gegeben worden, doch können andere Salze auch anderer Säuren in gleicher Weise zu demselben Zweck ausgenutzt werden. So wurden zwei Muster
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und einem der Muster wurden hierauf ungefähr 0'3 Gew. % (bezogen auf den Wassergehalt des Gelees) propionsaures Natrium zugesetzt, dem ändern nichts. Im geschlossenen Raum einer Temperatur von etwa 25 bis 30 C und einem Feuchtigkeitsgrad von 500 und mehr ausgesetzt, zeigte nach Ablauf eines Monats das behandelte Muster keine ersichtliche Schimmelbildung, während das unbehandelte schon nach 48 Stunden ganz ausserordentlich schimmelig war.
Die Wirksamkeit der Hemm-oder Schutzmittel nach der Erfindung veranschaulichende Beispiele könnten ungemein vermehrt werden, doch dürften die angeführten ausreichend den Bereich der Erfindung und ihrer Anwendbarkeit darlegen.
Obwohl Konzentrationen von 0#3 Gew.% propionsaurem Kalzium für Einverleibung und 2 bis 3% ige Losungen desselben für Besprengung angeführt wurden, sind die Konzentrationen in beiden Fällen nach auf-und abwärts wesentlich veränderbar, ohne der Wirksamkeit des Hemmstoffes oder der Widerstandsfestigkeit der behandelten Materialien gegen Schimmelwachstum Abbruch zu tun.
PATENT-ANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Verhinderung des Schimmeins von diesem unterliegenden Waren mit Aus- nahme von Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass diesen Waren ein Salz einer gesättigten, einbasischen Fettsäure der aliphatischen Reihe mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen zugesetzt oder auf ihre Oberfläche aufgebracht wird.