DD301667A9

DD301667A9 - Langzeitlich aktives pasteurisierungsbestaendiges desoxidierungsmittel von lebensmittelqualitaet

Info

Publication number: DD301667A9
Application number: DD90338065A
Authority: DD
Inventors: Luppo Edens
Original assignee: Gist Brocades Nv
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1993-05-27
Also published as: EP0384541A1; AU5009690A; CA2010728A1; RU1836423C; NZ232666A; FI900871A0; BR9000907A; ZA901401B; AU628480B2; JPH02261380A; PT93260A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bindung von getrockneten Mikroorganismen in einem Feststoff offengelegt, welches die Herstellung einer Suspension durch Vermischen der getrockneten lebensfähigen Mikroorganismen und eines im organischen Lösungsmittel löslichen Feststoffs in einem im wesentlichen wasserfreien organischen Lösungsmittel, Beschichten einer Fläche mit der Suspension und Entfernen des Lösungsmittels beinhaltet. Eine Anwendung des Verfahrens ist die Desoxidierung von Behältern für zu pasteurisierende Lebensmittel und Getränke, wobei die getrocknete Hefe auf der inneren Oberfläche, dem Korken oder Verschluß eines Behälters derartig gebunden wird, daß sie während der Pasteurisierung ihre Sauerstoffaufnahmefähigkeit behält. Eine andere Anwendung der Erfindung ist die Verwendung von Folien, in denen die Hefe gebunden ist, in der Lebensmittelindustrie.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungsverfahren, das zur Gewinnung von gebundenen getrockneten lebensfähigen Mikroorganismen auf einem Feststoff verwendet werden kann.

Die Qualitätsverminderung von Lebensmitteln oder Getränken durch Sauerstoff tritt während der Lagerung vieler Verbrauchsgüter auf. Es ist daher bekannt, daß Sauerstoff die mikrobielle und Aromastabilität von Lebensmitteln, wie z. B. Käse und Fleischprodukten, Säften, Ketchup und insbesondere öl· und fetthaltigen Produkten, wie Margarine und Nüsse, und Getränken, wie Bier und Wein, negativ beeinflußt.

Das am 22.August 1988 angemeldete Patent EP-A 0305005 beschreibt das Einbringen von Hefe in ein Beschichtungsmaterial, das derart beschaffen ist, daß die Hefe die Pasteurisierungsbehandlung übersteht und nicht in direkten Kontakt mit den gerade pasteurisierten Produkten kommt. Die Hefe wird in einem Feststoff festgehalten, der nur ein langsames Eindringen von Wasser in die Hefe erlaubt. Solange die Hefe immer noch im trockenen festgehaltenen Zustand ist, kann der Behälter mit dem Produkt pasteurisiert werden, ohne daß die Hefe ihre ganze Aktivität verliert. Die Hefe als „natürlicher Bestandteil" verbraucht Sauerstoff und erzeugt dabei Kohlendioxid und Wasser.

Es ist bekannt, daß Mikroorganismen, und insbesondere Hefe, Temperaturen von weit über 65⁰C für eine begrenzte Zeit überstehen, solange sie nur ein paar Prozent Wasser enthalten. Im feuchten Zustand können sie jedoch Temperaturen von 55-60⁰C kaum ein paar Minuten lang widerstehen, dann verlieren sie ihre gesamte Stoffwechselkapazität. Daher müssen die Mikroorganismen im wesentlichen trocken sein, damit sie das Pasteurisierungsverfahren überleben. Nach der Pasteurisierungsbehandlung ist jedoch das Feuchtwerden der Hefe lebensnotwendig für ihre Aktivierung. Trockene Hefe enthaltende Beschichtungsmaterialien können als Desoxidantien von Lebensmittelqualität für wasserhaltige Produkte mit dem Ziel der Aufrechterhaltung der Qualität solcher Produkte während der Lagerung eingesetzt werden. Beispiele für solche Produkte, die alle eine minimale Wassermenge enthalten müssen, sind Getränke oder Öle, Fette, öl- und/oder fetthaltige Produkte.

Das Patent EP-A 0305005 beschreibt das Beseitigen von Sauerstoff aus pasteurisierten und nicht pasteurisierten Behältern unter Verwendung von Hefen, die in Wachsen oder Polymeren festgelegt sind. Das Verfahren umfaßt das Schmelzen der Wachse und Polymere und anschließende Zusetzen der Trockenhefe zur Bildung eines dünnen Breies, der als Beschichtung auf die innere Oberfläche, z.B. eines Kronenverschlusses, aufgetragen wird. Als Ergebnis des Einbettungsverfahrens können die Hefen die Pasteurisierung überleben, und trotzdem wird das Wachstum im Produkt verhindert, weil die lebensfähigen Hefen nicht in das Produkt freigesetzt werden.

Ein Hauptnachteil des obengenannten Verfahrens besteht darin, daß nur eine begrenzte Zahl von Wachsen und Polymeren verwendet werden kann. Sie müssen nicht nur den Pasteurisierungstemperaturen widerstehen, sondern müssen auch bei einer Temperatur schmelzen, die nicht so hoch ist, daß die Trockenhefe beim Zusetzen zum geschmolzenen Wachs oder Polymer abgetötet werden würde. Weiterhin muß das Wachs oder Polymer für die Verwendung in direktem Kontakt mit Getränken oder Lebensmittelprodukten für den menschlichen Verbrauch akzeptabel sein. Schließlich und endlich muß dieses Wachs oder Polymer nach dem Auftrag auf die Oberfläche für lange Zeit auf der Oberfläche festgelegt bleiben. Insbesondere kann das Festlegen von Wachs auf Polymeroberflächen Probleme bereiten.

Obwohl gezeigt wurde, daß diese Desoxidierungsmethode bei der Anwendung für Bierflaschen funktioniert, begrenzen die oben beschriebenen Einschränkungen und Mängel die technische und kommerzielle Nutzbarkeit der Methode. Beschichtungsmaterialien, die aus synthetischen makromolekularen Verbindungen (synthetischen Polymeren) bestehen, sind in großem Umfang auf dem Gebiet der Schutzbeschichtungen akzeptiert worden. Bei richtiger Konfektionierung sind niedrige Geruchs-, Geschmacks- und Wasserdampfdurchlässigkeitswerte charakteristisch für diese Polymere. PVC, Polystyren und Polykarbonat sind Beispiele für synthetische Polymere, die häufig für solche Beschichtungen verwendet werden. Im allgemeinen können diese Polymere jedoch nicht in Heißschmelzverfahren eingesetzt werden. Die Polymere können statt dessen in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und mit einer der herkömmlichen Flüssigbeschichtungsmethoden auf die zu beschichtende Fläche aufgebracht werden. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels erhält man eine trockene polymerbeschichtete Oberfläche. In ähnlicher Weise werden solche synthetischen Polymere in Form von Folien in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie zum Schutz eines Produktes vor äußeren Einflüssen verwendet.

Aus der Literatur ist bekannt, daß aktive Hefe mit organischen Lösungsmitteln extrahiert werden kann, um aus ihr Verbindungen wie Kohlenwasserstoff(e) und Lipid(e) zu entfernen. Während dieses Extraktionsverfahrens werden die Hefezellen abgetötet. Daher ist zu erwarten, daß die Verwendung von organischen Lösungsmitteln bei einem beliebigen Verfahren, das eine stoffwechselaktive Hefe erfordert, ungeeignet ist. Weiterhin ist auf medizinischem Gebiet wohlbekannt, daß Alkohol als Desinfektionsmittel verwendet werden kann, um eine Fläche wirksam von infektiösen Mikroben zu befreien. Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß beim Einsatz von getrockneten Mikroorganismen, wie z. B. Trockenhefe, in Verbindung mit im wesentlichen wasserfreien Lösungsmitteln die Mikroorganismen einen Prozeß der Lösungsmittelbehandlung im Umfang von mindestens 10%, gewöhnlich 30% und im noch typischeren Fall 50% der anfangs vorhandenen Mikroorganismen überleben können. Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser Erkenntnis. Die getrockneten Mikroorganismen enthalten vorzugsweise mehr als 92%, besser noch 94 bis 98Ma.-% Trockensubstanz. Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gebundenen getrockneten Mikroorganismen bereit, das aus der Herstellung einer Suspension durch Vermischen von getrockneten Mikroorganismen und einem in einem organischen Lösungsmittel löslichen Feststoff in einem im wesentlichen wasserfreien organischen

Lösungsmittel, Beschichten einer Fläche mit der Suspension und Entfernen des Lösungsmittels zur Herstellung von gebundenen getrockneten Mikroorganismen im Feststoff besteht. Die Mikroorganismen sind z.B. Hefe, und der Feststoff ist z.B. ein Polymer. Die lösungsmittelhaltigen Beschichtungsmaterialien können mit herkömmlichen Flüssigkeitsmethoden, wie z. B. Versprühen, Eintauchen, Aufpinseln und Aufrollern, aufgetragen werden.

Die vorliegende Erfindung stellt in einer Realisierungsvariante ein Verfahren zur Bindung trockener Hefen in einem Polymer von Lebensmittelqualität bereit, wobei das Polymer das Eindringen von Wasser nur sehr langsam zuläßt. Infolgedessen bleibt der größte Teil der Hefe während der Pasteurisierung im wesentlichen trocken, wird aber während der längeren Einwirkung einer wasserdampfgesättigten Atmosphäre, wie sie im oberen Teil eines geschlossenen, mit einem wasserhaltigen Produkt gefüllten Behälters besteht, feucht und damit aktiv.

Die Erfindung kann dazu verwendet werden, alle Arten von Hefen zu binden, so daß es möglich wird, biologische Umwandlungen durchzuführen, bei denen die Hefe von Substraten und Produkten getrennt werden kann. Das Herauswachsen der Hefe kann auch dadurch verhindert werden, daß die getrocknete gebundene Hefe im Feststoff mit einer weiteren Schutzschicht geliefert wird, die das Herauswachsen verhindert.

Obwohl die Erfindung detailliert durch Erläuterungen und Beispiele aus Gründen der Klarheit und des Verstehens auf der Grundlage der Verwendung einer Hefe, vorzugsweise einer Saccharomyces cerevisiae, zur Beseitigung von Sauerstoff aus Lebensmittel- und Getränkebehältern beschrieben wird, wird dem durchschnittlichen Fachmann auf diesem Gebiet sofort klar, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Hefen in anderen mikrobiologischen Verfahren ermöglicht, bei denen eine Bindung auf einer Fläche erforderlich ist.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt ein Beschichtungsmaterial (einen Feststoff) für eine Fläche bereit, in welches getrocknete Mikroorganismen eingelagert sind, wodurch die erwähnten Mikroorganismen gebunden und geschützt werden. Nach dem Beschichtungsprozeß ist zumindest ein beträchtlicher Teil der gebundenen Mikroorganismen lebensfähig und in der Lage, wesentliche Teile seiner normalen mikrobiologischen Reaktionen beim Anfeuchten der gebundenen Mikroorganismen durch Wasser oder Wasserdampf auszuführen.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Bindung von getrockneten Mikroorganismen auf einer Fläche wird im typischen Fall durch Auflösen des Feststoffs im organischen Lösungsmittel und Zusetzen der getrockneten Mikroorganismen zu demselben durchgeführt. Anschließend wird eine Fläche mit der so gebildeten Suspension unter Einsatz herkömmlicher Flüssigkeitsmethoden beschichtet, woraufhin das Lösungsmittel aus der Suspension entfernt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die getrockneten Mikroorganismen enthaltenden Folien herzustellen. Folien werden heutzutage in großem Umfang in der Lebensmittelindustrie verwendet.

Wie oben beschrieben, können je nach den gewünschten Eigenschaften der Beschichtung verschiedene Arten von Beschichtungsmaterialien in Verbindung mit den gebundenen Mikroorganismen verwendet werden. Die eingesetzten organischen Lösungsmittel sind im wesentlichen wasserfrei. „Im wesentlichen wasserfrei" bedeutet frei von Wasser, läßt aber die Anwesenheit von Spuren von Wasser zu. Die Wahl des Lösungsmittels wird durch das Beschichtungsmaterial, die zu beschichtende Oberfläche, die verfügbaren Lösungsmittel- und -rückgewinnungsanlagen bestimmt. Zum Beispiel sind Vinylchloridpolymere und -copolymere normalerweise in Ketonen löslich; sie weisen verschiedene Löslichkeitsgrade in Toluen oder Xylen auf. Deshalb bedeutet Lösungsmittel eine flüchtige Flüssigkeit mit ausreichender Lösungsfähigkeit für die vollständige Auflösung des Beschichtungsmaterials. Wichtige zusätzliche Erwägungen bezüglich dieser Lösungsmittel betreffen Toxizität, Verdampfungsrate, Flammpunkt, Destillationsbereich, Dichte, spezifisches Gewicht, Geruch, Farbe, Azidität, Gehalt an nichtflüchtiger Substanz und Reinheit. Geeignete Lösungsmittel sind zum Beispiel Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexan, Methylenchlorid.

Der zur Bindung der Hefe verwandte Feststoff muß sich nicht nur im Lösungsmittel lösen, sondern muß sich auch für die Verwendung in direktem Kontakt mit Getränken oder Lebensmittelprodukten eignen, wenn diese für den menschlichen Verzehr gedacht sind, d.h., das Material muß dann „Lebensmittelqualität" haben. Wenn die Beschichtung für andere Zwecke verwendet wird, versteht der Fachmann, daß dann andere Forderungen an die Beschichtung gestellt werden. Wenn die gebundene Hefe der Pasteurisierung widerstehen muß und zum Beseitigen von Sauerstoff verwendet wird, muß das Material geeignete Eigenschaften hinsichtlich der Durchlässigkeit für Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser aufweisen. Es ist zu erkennen, daß je nach den eingesetzten Verbindungen bei anderen Verfahren andere Eigenschaften bevorzugt werden. Zu den geeigneten Feststoffen für das Verfahren der Bindung von Hefe gehören synthetische Polymere, wie z. B. PVC, Polystyren und Polykarbonat. Wahlweise können diese Polymere mit Verbesserungsmitteln vermischt werden. Mit Verbesserungsmittel wird hier ein Mittel zur Verbesserung der Haftung des Bindungsmaterials auf der Substratfläche gemeint.

Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, daß ein Bindungsmaterial verwendet werden muß, das ausreichend an der betreffenden Fläche haftet. Oft ist die Oberflächenvorbereitung vorder Beschichtung unumgänglich. Die Materialien zur Bindung können vorteilhafterweise als dünne die Mikroorganismen enthaltende Schicht oder Film auf Verpackungsfolien oder andere im typischen Fall für Lebensmittel oder Getränke verwandte Verpackungsmaterialien aufgetragen oder im anderen Fall auf die innere Oberfläche von Behältern oder auf die Oberfläche von Korken oder Verschlüssen von Behältern, wie z. B. Kronenkorken, „Schnapp"-Verschlüssen oder -Deckeln aufgetragen werden. Ein Kontakt mit dem verpackten Produkt kann auftreten, vorzugsweise sind aber die gebundenen Mikroorganismen in Kontakt nur mit den Gasen und Dämpfen oberhalb des Produktes.

Nach dem Verdunsten des organischen Lösungsmittels sollen die synthetischen Polymere vorzugsweise eine begrenzte Duchlässigkeit für Wasserdampf und vorzugsweise eine hohe Duchlässigkeit für Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid in denjenigen Fällen haben, in denen die Mikroorganismen die Pasteurisierung überstehen müssen und zur Beseitigung von Sauerstoff verwendet werden. In den Fällen, in denen die Mikroorganismen nicht pasteurisiert werden, reicht eine große Durchlässigkeit für Gase aus. Zum Überstehen der Pasteurisierung muß die Durchlässigkeit des Polymers für Wasserdampf vorzugsweise kleiner als 100 Einheiten PH₂O sein, während die Durchlässigkeit für Sauerstoff größer als 0,01 Einheiten POx sein muß. Im günstigeren Fall ist die Wasserdampfdurchlässigkeit kleiner als 10 Einheiten PH₂O und die Durchlässigkeit für Sauerstoff größer als 0,1 POx-Einheiten. Die verwendete Durchlässigkeitseinheit P wird als „Barre", die von der ASTM angenommene Standardeinheit von P, definiert. Genauer gesagt, wird die Durchlässigkeit für PH₂O als

(cm³ bei STP¹) (mm Dicke χ 10⁸)

(cn^FlächeHsHcmHg) und die POx-Durchlässigkeitseinheit als

(cm³ bei STP¹) (mm Dicke χ 10") (cm² Fläche) (s) (cm Hg)

bei 25°C definiert, sie werden in „Polymer Permeability" vor» J. Comijn (Elsevier Applied Science Publishers; 1985) auf den Seiten 61-63 beschrieben.

Bei einer Realisierungsvariante der Erfindung werden getrocknete Hefen mit einem gelösten Bindungsmaterial, wie z. B. einem synthetischen Polymer, vermischt, danach wird die Mischung auf die Innenseite eines Korken oder Stopfens aufgetragen, mit dem ein Behälter geschlossen werden soll. Es ist vorteilhaft, etwa 1-50 Ma.-% Bindemittel, wie z. B. ein synthetisches Polymer, dem Lösungsmittel und später etwa 0,1-30 Ma.-% Hefe zuzusetzen. Heutzutage werden Flaschen häufig mit Kronenkorken verschlossen, die mit einer Polymerbeschichtung (z.B. Polyvinylchlorid = PVC oder Polyethylen = PE) auf der Innenseite versehen sind, siehe z.B. Chemical and Engineering News, 8.Februar (1965), S.43-44, die Britische Patentanmeldung GB 1,211,780 und die Japanischen Patentanmeldungen J 48032086 und J 50112181. Die Mischung von Mikroorganismen und Bindemittel kann oben auf diese Beschichtung aufgetragen werden, so daß eine Deckschicht mit einer Dicke zwischen 5pm und 2 mm auf die Innenseite des Kronenkorkens aufgezogen wird. Solche Schichten müssen zwischen 0,01 und 160 mg, vorzugsweise zwischen 1 und 40 mg Trockenhefe pro Quadratzentimeter Beschichtung enthalten.

Die Sauerstoffbindungsfähigkeit wird durch die Menge der Reservenahrung in der Trockenhefe bestimmt. Beim Fermentierungsverfahren können diese Reservenahrungsmittel maximiert werden. Die Umsatzrate dieser Reserven hängt von der Rate ab, mit der Sauerstoff zugeführt wird, d.h. z. B., je mehr Sauerstoff zugeführt wird, desto schneller verbrauchen sich die Hefereserven. Durch Anpassen der Hefemenge kann man sehr niedrige Sauerstoffpegel erhalten.

Es ist einzusehen, daß die gebundene Hefe sich vorzugsweise bis zu einem gewissen Betrag nicht auf der Dichtungsfläche befindet. Zum Beispiel darf sich die Hefe im Falle einer Flasche mit einem polymerbeschichteten Kronenverschluß nicht zwischen dem Flaschenrand und dem Futter des Kronenverschlusses befinden.

Vor der Verwendung, z. B. auf Flaschen, werden die mit der geschützten Hefe versehenen Kronenverschlüsse vorzugsweise so gelagert, daß Luftfeuchtigkeit keinen Zutritt hat, z.B. in Beuteln, die geeignete Trocknungsmittel enthalten. Folien werden vorteilhafterweise auf einer Rolle gelagert. Bei längerer Einwirkung von feuchter Luft dringt Wasser langsam in die synthetische Polymerbeschichtung ein, so daß sich der Wassergehalt der trockenen Mikroorganismen erhöht. Folglich überleben die Mikroorganismen die Pasteurisierung nicht

Trotzdem kann ein Teil der gebundenen Hefe während der Lagerung oder des Auftragens feucht werden. Dieser Teil der Hefe kann während der Pasteurisierung abgetötet werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß dies nur die äußeren Oberflächenschichten betrifft. Das Abtöten der äußeren Hefeschicht hat sogar den Vorteil, daß ein direkter Kontakt der Hefe mit dem wasserhaltigen Produkt erschwert wird.

Normalerweise beseitigt die Hefe im Zeitabschnitt zwischen Pasteurisierung und Verbrauch den Sauerstoff im Behälter. Auch wenn der Behälter gekühlt wird, z.B. durch den Verbraucher, bleibt die Hefe ausreichend aktiv, um das Ansteigen des Sauerstoffgehalts im Behälter zu verhindern.

Hefe, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist z.B. jede Hefe aus den Gattungen Saccharomyces, Kluyveromyces oder Schizosaccharomyces.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Proben von 1 g aktiver Trockenhefe in Pulverform (96% Trockensubstanz, Fermipan TM, Gist Brocades) und Proben von 1 Gramm komprimierter feuchter Hefe (33% Trockensubstanz, frische Bäckerhefe) wurden mit 0,5ml wasserfreiem organischem Lösungsmittel vermischt. Nach 1 stündiger bzw. 24stündiger Inkubation der Mischungen bei 20⁰C wurde die Temperatur der Proben bis auf 37°C erhöht, danach wurden die Lösungsmittel durch Vakuumverdampfung entfernt. Die lösungsmittelfreien Proben wurden in 100 ml Wasser von 30⁰C, das 0,85% NaCI enthielt, suspendiert. Aufeinanderfolgende Verdünnungen im selben Medium und Petrischalenbeschickung von 0,1-ml-Proben auf Malzextraktagar und anschließende zweitägige Inkubation bei 30⁰C ermöglichte die Abschätzung der Menge der in jeder Hefe-Lösungsmittel-Probe vorhandenen lebensfähigen Hefen. Die Ergebnisse, die den aus 3 Experimenten erhaltenen Durchschnittswert darstellen, werden in Tabelle 1 angeführt. In allen Fällen stellen die Zahlen die Gesamtzahl lebensfähiger Zellen pro Gramm Trockensubstanz der Hefe dar. Die gewonnenen Daten zeigen deutlich, daß die Lösungsmittelbehandlung „feuchter" Zellen deren Lebensfähigkeit um 3 bis 4 Größenordnungen verringert, während eine analoge Behandlung „trockener" Zellen nur eine begrenzte Wirkung hat. Weiterhin zeigt Tabelle 1, daß eine breite Palette organischer Lösungsmittel die langzeitliche Lebensfähigkeit getrockneter Hefen nicht beeinträchtigt. Daher kann das Lösungsmittel oft nach den Verfahrensanforderungen ausgewählt werden.

1 Standard-Temperatur und-Druck

Tabelle 1

Zahl lebensfähiger Hefezellen Zahl lebensfähiger Hefezellen

(Hefe mit 33 % Trockensubstanz) (Hefe mit 96 % Trockensubstanz)

nach Lösungsmittelinkubation über nach Lösungsmittelinkubation über

	1 Stunde	24 Stunden
Lösungsmittelart
Wasser (Bezugsmittel)	8-10¹⁰	6·10¹⁰
Ethanol (100%)	3-10^a	6·10³
Aceton	<3·10^δ	<3·10³
Methylenchlorid	<3·10⁶	<3·10³
MEK*	3·10⁶	3-10*
MIBK··	<3·10^β	<3·10^β
Cyclohexan	3·10⁷	3·10⁷
Toluen	<3·10^β	Ο-10³
* MEK = Methylethylketon (2	-Butanon)
·· MIBK = Methvlisobutylketoi	ι (4-Me1hyl-2-pentanon)

1 Stunde	24 Stunden
1-10"	1·10^η
1-10"	6·10^ι°
1·10¹⁰	1 -10¹⁰
1-10"	7·10¹⁰
1-10"	5·10¹⁰
4·10¹⁰	1·10¹⁰
3·10¹⁰	1-10'°
3·10^β	1-10»

Beispiel 2

Es wurden die folgenden synthetischen Polymere in diesem Beispiel verwendet:

1. Polykarbonat (Makroion 2808, Bayer)

2. Polystyren (Vestyron 325-31, Hüls AG)

3. Polyethylencovinylacetat (Elvax 40-W, Dupont)

4. PVC(VestolitB7021,HüisAG).

Proben von 45g eines Polymers wurden in 400ml wasserfreiem CH₂CI₂ aufgelöst. Das Volumen der Lösung wurde durch Eindampfen auf einen Wert von 200ml reduziert, und es wurden 5g Trockenhefe (Saccharomyces cerevisiae, 96% Trockensubstanz) zugesetzt und bis zum Erreichen einer homogenen Suspension umgerührt. Die Suspension wurde sofort in eine Form von 20 χ 20cm und 1 mm Höhe gegossen. Die Form wurde von Filterpapier auf einer Glasplatte getragen. Die Gesamtmenge der Suspension wurde zum schnelleren Verdunsten von CH₂CI₂ in drei aufeinanderfolgenden Portionen in die Form gegossen. Im Fall des Vestolits war es wichtig, Dioctylphthalat zur Verbesserung der Filmbildung zuzusetzen. Statt 45g synthetisches Polymer zu verwenden, wurden im Fall von Vestolit 45g Polymer und 15g Droctylphthalat aufgelöst. Nach dem Trocknen wurde die Form entfernt, und die die eingebettete Hefe enthaltende Plastschicht blieb am Filterpapier haften. Die Präparate aus Hefe und synthetischem Polymer wurden bis zur Verwendung in einer trockenen Atmosphäre in Gegenwart von Silicagel gelagert.

Die Sauerstoffaufbrauchsraten dieser hefehaltigen Zubereitungen wurden in normalen 200-ml-Flaschen bestimmt, deren Volumen durch das Einfüllen von 90g von reaktionsträgem Wachs (Dicere 8582) in die Flasche verringert wurde. Das tatsächliche Restvolumen betrug in allen Flaschen 124ml. Anschließend wurde allen Flaschen 1 ml Wasser (um eine wasserdampfgesättigte Atmosphäre in der abgedichteten Flasche zu erzeugen) sowie 20cm³ (Stücke von etwa 2 x 10cm) der erwähnten hefehaltigen Zubereitungen zugesetzt. Berechnet auf der Grundlage der zugesetzten Hefe, enthielt jede Flasche 0,23 g Trockenhefe. Nach dem Zusetzen der verschiedenen hefehaltigen Zubereitungen wurden die Flaschen evakuiert und mit einem Gasgemisch von 95Vol.-% N 2 und 5 Vol.-% O₂ gefüllt. Das dichte Verschließen der Flaschen mit einem Kronenverschluß fand in derselben Stickstoff-Sauerstoff-Gasatmosphäre statt. Kontrollflaschen, die Zubereitungen von synthetischem Polymer von denselben Abmessungen, aber ohne Hefe enthielten, wurden demselben Verfahren unterworfen.

Um die thermische Stabilität der verschiedenen Hefebeschichtungszubereitungen zu prüfen, wurde die Hälfte der Flaschen mit verschiedenen Hefebeschichtungszubereitungen einer thermischen Behandlung von 20min bei 70°C unterworfen. Die andere Hälfte der Flaschen (und 2 Flaschen ohne Hefe) wurde überhaupt nicht erwärmt. Unmittelbar nach der thermischen Behandlung wurden die Flaschen abgekühlt und im Dunkeln bei 20"C zusammen mit den nicht erwärmten Flaschen gelagert. Gasproben (1 Flasche = 1 Probelwurden nach verschiedenen Inkubationszeiten genommen. Der Sauerstoffgehalt jeder Probe wurde unter Verwendung der Gasraummethode bestimmt und mit einer gaschromatografischen Methode (Katharometemachweis mit Wasserstoff als Trägergas) analysiert.

Die Sauerstoffkonzentration in den Kontrollflaschen ohne Hefen blieb über einen Zeitabschnitt von mindestens 16 Tagen stabil bei etwa 5%. In nicht erwärmten Flaschen, die die verschiedenen hefehaltigen Zubereitungen enthielten, verringerte sich die Sauerstoffkonzentration innerhalb einer durchschnittlichen Zeit von 6 Tagen (Bereich 2-9 Tage) auf weniger als 0,1 Vol.-%. Die Flaschen, die 20 min auf 70⁰C erhitzt wurden, wiesen Sauerstoffkonzentrationen von weniger als 0,1 Vol.-% innerhalb einer durchschnittlichen Zeit von 10 Tagen (Bereich 2-16 Tage) auf.

Diese Angaben zeigen deutlich, daß die Sauerstoffaufnahmefähigkeit von Trockenhefe eine Bindung durch Eintauchen in aufgelöste synthetische Polymere überstehen kann. Die Angaben zeigen weiterhin, daß beschichtete Hefezubereitungen die thermischen Behandlungen bei 70⁰C über mindestens 20min überleben können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von gebundenen getrockneten Mikroorganismen, welches aus folgendem besteht: Bildung einer Suspension durch Vermischen von getrockneten Mikroorganismen und einem Feststoff, der sich in dem organischen Lösungsmittel löst, in einem im wesentlichen wasserfreien organischen Lösungsmittel; Beschichten einer Fläche mit der Suspension und Entfernen des Lösungsmittels zur Bildung von gebundenen getrockneten Mikroorganismen im Feststoff.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten Mikroorganismen eine Hefe sind, z.B. Saccharomyces cerevisiae.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten Mikroorganismen mindestens 92Ma.-%, z.B. 94 bis 98Ma.-%, Trockensubstanz enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es das Auflösen des Feststoffs im organischen Lösungsmittel und Zusetzen der getrockneten Mikroorganismen zu demselben enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff ein Polymer, wahlweise ein Polymer von Lebensmittelqualität, ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer eine Wasserdampf durchlässigkeit von höchstens 100 Einheiten PH₂O und eine Sauerstoffdurchlässigkeit von mindestens 0,01 Einheiten POx aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es die Beschichtung der Fläche mit einer Dicke von 5 μιη bis 2 mm, vorzugsweise von 10 bis 500 μσι, beinhaltet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es die Herstellung einer Folie beinhaltet.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche die innere Oberfläche eines Behälters oder die Oberfläche eines Korkens oder anderen Verschlusses für einen Behälter ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es den Arbeitsgang der Pasteurisierung des Behälters nach der Beschichtung der inneren Oberfläche oder dem Einsetzen des beschichteten Korkens oder Verschlusses in den Behälter enthält.

11. Suspension, die getrocknete lebensfähige Mikroorganismen, ein organisches Lösungsmittel und ein Polymer enthält.

12. Getrocknete lebensfähige Mikroorganismen, die in einem Feststoff gebunden sind, der durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gewonnen werden kann.

13. Getrocknete lebensfähige Mikroorganismen, die in einer Folie gebunden sind, die durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gewonnen werden kann.

14. Getrocknete lebensfähige Mikroorganismen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Mikroorganismen eine Hefe sind, vorzugsweise Saccharomyces cerevisiae.

15. Getrocknete lebensfähige Hefe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff das sehr langsame Eindringen von Wasser in die Hefe und das schnelle Eindringen von Sauerstoff in die Hefe ermöglicht.

16. Getrocknete lebensfähige Hefe nach Anspruch Moder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff für die Verwendung in direktem Kontakt mit Getränken oder Lebensmittelprodukten für den menschlichen Verzehr geeignet ist.

17. Getrocknete lebensfähige Hefe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hefezellen die Behandlung bei erhöhter Temperatur überleben kann.

18. Korken oder Verschluß für einen Behälter, von dem zumindest ein Teil seiner Oberfläche mit getrockneten lebensfähigen Mikroorganismen, vorzugsweise einer Hefe, beschichtet ist, die in einem nach einem Verfahren nach Anspruch 1 herstellbaren Feststoff gebunden ist.

19. Korken oder Verschluß nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kronenverschluß mit der Beschichtung auf einer Fläche ist, die auf der Innenseite des geschlossenen Behälters sein soll.

20. Geschlossener Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der inneren Oberfläche des Behälters mit getrockneten lebensfähigen Mikroorganismen, vorzugsweise einer Hefe, beschichtet ist, die durch ein Verfahren nach Anspruch 1 in einem Feststoff gebunden sind.

21. Verfahren zum Entfernen von Sauerstoff aus einem geschlossenen Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge getrockneter lebensfähiger Hefe nach Anspruch 14 in den Behälter so eingebracht wird, daß sich die lebensfähige Hefe nicht wesentlich ausbreiten kann.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter und sein Inhalt einer Pasteurisierungsbehandlung unterworfen wird, wenn sich die lebensfähige Hefe noch in einem im wesentlichen trockenen Zustand befindet.

23. Verwendung einer Suspension nach Anspruch 11 in einem Beschichtungsverfahren.