DE102015211640A1

DE102015211640A1 - Stoff zum mikrobiologischen Behandeln von Gegenständen oder deren Oberflächen

Info

Publication number: DE102015211640A1
Application number: DE102015211640.9A
Authority: DE
Inventors: Gerlinde Biesinger; Clarissa Engelhardt; Andreas Fornefett; Ralf Recknagel; Uwe J. Schacher
Original assignee: Organon eG
Current assignee: Winkel Achim De
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: DE102015211640B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoff zum mikrobiologischen Behandeln von Gegenständen oder deren Oberflächen, umfassend die folgenden Bestandteile: – probiotische Non-GMO-Mikroorganismen einer typischen Konzentration bis 1012 kolonienbildende Einheiten KBE/g, bevorzugt 109–1011 KBE/g in phlegmatisierter haltbarer Form; – Pflanzliche Ballaststoffe-Pektin; – Calciumsalz. Die Erfindung betrifft einen Stoff, welcher in der Flächenreinigung (insbesondere nach Vorreinigung mit Detergentien, Biozid und chlorfreiem Wasser) oder auch zur Herstellung von technischen Artikeln wie z. B. Hygienetüchern Verwendung findet.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Behandelns von Oberflächen oder Gegenständen, die mit dem Menschen in Berührung kommen, und zwar mittelbar oder unmittelbar. Dabei dient das Behandeln dazu, die Gegenstände in einen hygienisch reinen Zustand zu versetzen, der frei ist von pathogenen Biofilmen, Bakterien- und Pilztoxinen oder sonstigen dem Menschen unzuträglichen Mikroorganismen.
Auf die folgenden einschlägigen Veröffentlichungen wird verwiesen:

1) Jaskari, J. et al. (1998); Oat β-glucan and xylan hydrolysates as selective substances for bifidobacterium and lactobacillus strains; Appl. Microbiol. Biotechnol., Bd./Vol. 49, S. 175–181.
2) DE 100 42 625 A1
3) DE 100 56 338 B4
4) DE 60 2004 007 788 T2
5) DE 44 286 24 A1
6) JP 2012-232905 A
7) GB 2484134 A
8) JP 52 02 385 A
9) WO 2010 / 020475 A3
10) US 8 226 993 B2
11) RU 24 94 724 C2
12) US 8 772 222 B2
13) WO 2010/130563 A1
14) KR 1019 90 000 5692 B1
15) Firmenbroschüre (2010) "References relevant for probiotic use of Lactobacillus reutheri"; Sunstar / BioGaia AB, SE-10364 Stockholm, Schweden.
16) Sinkiweicz G. et al. (2010), Swet. Dent. J., Influence of dietary supplement with Lactobacillus reutherii on the oral flora of healthy subjects, Bd./Vol. 34, 197–206.
17) US 6 387 874 B1
18) EP 99235 A2
19) DE 10 2011080715
20) Karska-Wysocki, B. et al. (2010), Antibacterial Activity of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Microbiol. Res., Bd./Vol. 165, Issue 8, S. 674–686.
21) Maxton, A. et al. (2013), Antibacterial activity of isolated human intestinal microbiota Lactobacillus strains against methicillin resistant and susceptible Staphylococcus aureus, Afr. J. Microbiol. Res., Bd./Vol. 7(18), S. 1802–1808.

Industrielle Flächenreiniger, Biozide und Antibiotika bieten oftmals keinen ausreichenden Schutz vor Mikroben und der alleinige Einsatz chemischer Desinfektionsmittel nach der Grundreinigung wirft Fragen zur Nachhaltigkeit der Hygienemaßnahme auf (z.B. Bildung mutierter und resistenter Keime).
Detergentien sind Neutralreiniger, Scheuermittel, Spülmittel; weiterhin auch Fensterreinigungsmittel, Entkalker und Teppichreinigungspulver; diese werden auf Basis anionischer, kationischer, nichtionischer und amphoterer Tenside hergestellt; sie können zudem Säuren, Basen, Salze, Amlysen, Proteasen, Lipasen, Komplexbildner (EDTA, PDTA) und wahlweise auch Duft- und Farbstoffe enthalten.
Biozide („Desinfektionsmittel“) wirken bakterizid, sporozid, fungizid oder viruzid; die Flächenentkeimung ist Voraussetzung für eine aseptische Arbeitsweise und für die erforderliche Reduktion der Gesamtkeimzahl auf 1/10⁵ des Ursprungswertes.
Flächendesinfektionsmittel erfüllen die Keimreduzierung nach CEN TC 216 WG 1 bei Einstufung nach Wassergefährdungsklasse WG 3. Die Wirkstoffe, die hier zum Einsatz kommen, sind typischerweise Chlordioxid, Glutaraldehyd (1,5-Pentandial), Natriumhypochlorit, Peressigsäure, Wasserstoffperoxid, Chloramin T, Ethylenoxid, Ozon und Guanidinderivate in verdünnter wässriger Form; weiterhin Ethanol und Propanol.
Natriumhypochlorit ist wie Elementarchlor für die Flächendesinfektion schlecht handhabbar, es greift insbesondere Metalloberflächen stark an und provoziert durch Metallkorrosion die Bildung von Biofilmen.
Mikroorganismen in Lebensmitteln sind überwiegend apathogene Saprophyten, welche allerdings Verderbnis und unerwünschte Reifung bewirken können, weiterhin toxinbildende Organismen sowie krankheitserregende infektiöse Keime und Sporen.
Durch den großflächigen Einsatz von Antibiotika in der Nutztierhaltung sowie in der Humanmedizin entstehen in der Natur zunehmend Pestizid- und Antibiotikaresistente Stämme in Konzentrationen oberhalb der minimalen Infektionsdosis 10⁵–10⁶ KBE/g, welche Krankheiten beim Menschen auslösen können. Weiterhin können Giftstoffe entstehen, zum Beispiel Enterotoxine bei Koagulase-positiven Staphylokokken wie S. aureus, S. intermedius und S. hyicus.
Das Infektionsgeschehen hat seit jeher erhebliche volkswirtschaftliche Auswirkungen auf Landwirtschaft, Ernährung und Gesundheitswesen, die bis zu Missernten und edepemischen Krankheiten reichen. Sehr bekannte Beispiele sind multiresistente Stäbchenbakterien (MRSA) im Krankenhausbereich und auf Putenfleisch sowie die Zunahme meldepflichtiger bakterieller Infektionen wie zum Beispiel Lemiinfektion durch Camphylobacter spp. bei Landwirten (Daten Survstat 2012 ff, Infektionserkrankung BK-Nr. 3101). Campylobacter spp. ist bei Geflügel insbesondere in der Halshaut und im Zäkum von Puten angereichert, weiterhin auch in Rohmilch vor der Aufbereitung in der Molkerei. Obstruktive Atemwegserkrankungen gemäß Berufkrankheiten-VO (BK-Nrn. 4301 und 4302) und § 9 SBG VII treten laut Erhebungen des Robert-Koch-Instituts unter anderem verstärkt auf Geflügelfarmen auf; dort ist auch das Allergierisiko für den Menschen erhöht. Bacillus cereus kann zudem bleibende Augenschäden (bis zur Erblindung) durch schnelle progressive Endophtalmitis verursachen, dieses Risiko ist nach landwirtschaftlichen Unfällen merklich erhöht.
Der Darmbewohner Escherichia Coli kann in apathoger und pathogener Form beim Menschen im Dickdarm sowie in Körperflüssigkeiten auftreten, das Krankheitsbild reicht bis zur Sepsis. Die Variante EHEC kommt in zahlreichen, meist gesunden Rinderbeständen vor (Serovar 0157:H7), dessen Pathogenitätsfaktoren sind die Shiatoxine Stx 1 / 2, die Übertragungswege sind weitestgehend bekannt. Weiterhin existieren enterotoxinogene E. Coli (ETEC), welche Reisediarrhoe beim Menschen auslösen können.
Bakterien wie Staphlococcus aureus, Bacillus cereus, Cl. Botulinum können sich im Lebensmittel vermehren und bei oraler Aufnahme eine Intoxikation bewirken.
Viren (Noroviren, Rotaviren, Enteroviren), Salmonellen, Cl. Perfringens, Escherichia coli, Listeria monocytogenes und Vibrio. parahaemolyticus vermehren sich im Darmkanal und können eine Lebensmittel-Infektion bewirken.
Pathogene Keime werden auch und vorrangig über die Luft übertragen (Sporen, Tröpfcheninfektion), sodass im Einzelfall erhöhte Anforderungen an die Betriebshygiene einzuhalten sind.
Stark vereinzelt werden bereits heute Mikroben zur Unterstützung von Hygienemaßnahmen eingesetzt, insbesondere zur Darmsanierung. Probiotika sind lebende Mono- und Mischkulturen vom Mikroorganismen, die sich zuträglich auf den Wirtsorganismus (sowohl Mensch als auch Tier) auswirken, indem die Eigenschaften der ihm heimischen Mikroflora verbessert wird. Laut Havenaar und Huis in´t Veld (1992) sind Unbedenklichkeit, Keimdichte und technologische Beherrschbarkeit entscheidend.
Laut Prof. W. Holzapfel (Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Karlsruhe) zeichnet sich zum Beispiel Lactobacillus reutheri durch folgende Eigenschaften aus:

– Sehr hohe Überlebensrate in simulierter Magen-Darm-Passage und bei erhöhtem pH
– Hydrophobie der Zelloberfläche ist besser als bei L. rhamnosus GG
– Wechselwirkung mit Fibrinogen, Fibronektin und Kollagen (außer Type I human)

Probiotika wirken durch das Verdrängungsprinzip, durch Produktion inhibierender Stoffwechselprodukte, durch Nahrungsentzug gegenüber anderen Mikroben (insbesondere gegenüber Eubakteria) und durch Stimulation des wirtseigenen Immun-systems, weiterhin durch eine Steigerung der Nährstoffverdaulichkeit.
Methicillinresistente Staphylococcus aureus (MRSA) sind koagulasepositive Umweltkeime, die erhebliche Virulenzfaktoren aufweisen und häufig anzutreffen sind: 10–40 % der „gesunden Normalbevölkerung“ ist Keimträger von S. aureus, zudem sind 45–65 % des Krankenhauspersonals betroffen, das heißt kolonisiert. S. aureus hat relativ undurchlässige Zellwände und selbst auf Stahlblech, bei UV-Licht und hoher Trockenheit eine erhöhte Überlebensfähigkeit. Bereits 1944 wurde von einem S. aureus Stamm berichtet, der in der Lage war, Penicillinasen zu bilden. Seit 1961 wird vom Auftreten von MRSA berichtet.
Die antibakterielle Aktivität von Milchsäurebakterien gegenüber MRSA aus menschlichem Zellgewebe wurde mehrfach in vitro bestätigt. Die Wachstumshemmung tritt auf Agar sowie in Lösung auf, bis zu 99 % der MRSA-Bakterien werden nach 24-stündiger Inkubation bei 37 °C eliminiert (Karska-Wysocki, 2010). Es war weiterhin möglich, die pathogenen MRSA Stämme MCCB 0045, MCCB 0046, MCCB 0065, MCCB 0066 und MCCB 0067 insbesondere durch Lactobacillus casei am Keimwachstum zu hindern (Maxton, 2013); die Vermehrung der Lactobacillus spezies erfolgte hierbei auf einem Man-Rogosa-Sharpe Agar (MRS); es handelt sich bei diesen in der Literatur beschriebenen humanmedizinischen Testreihen sowohl um in-vitro als auch um in vivo-Versuche.
Probiotika wirken teilweise auch auf Pflanzen. Zur Geruchsbindung bei Kompost („Bokahi Composting“), beim aerobem Abwasser und als Zusatz zu Schnittblumenwasser wird seit 15 Jahren in Deutschland „EM 1“ Inoculant von Emro Japan eingesetzt (Erfinder Dr. Teruo Hiro), das auf unterschiedlichen Lactobacillus Stämmen beruht, eine Zulassung gemäß OMRI aufweist und zudem 80 weitere Mikroben enthält. Die Keimdichte der luftfrei verpackten Flüssigkeiten beträgt etwa 10⁹ KBE pro ml; in aufgereinigter Form soll das Produkt als Nahrungsergänzung und zur Darmsanierung dienen.
Im menschlichen Darm liegen 100 Billionen einzelne Bakterien vor (bis 10¹¹ KBE/g), die 300 unterschiedlichen Arten zugeordnet werden können und bis zu 1 kg wiegen. Bei Säugetieren (Warmblütern) ist die Situation zumindest ähnlich. Dieses Gleichgewicht in der Darmflora ist eine entscheidende Organfunktion und Gesunderhaltung von Mensch und Tier sehr wichtig. Laut E. Metchnikoff (1845–1916) wird das Altern beim Menschen hauptsächlich durch ein Vergiften mit Toxinen verursacht, die bei Fäulnisfermentation im Darm entstehen; er empfahl als Gegen- und Heilmittel das regelmäßige Trinken von Milchsäurebakterienhaltigen Getränken wie Joghurt.
Immunologische Studien zeigen, dass insbesondere Lactobacillus- und Bifidusbakterien zur Gesunderhaltung und zur Eindämmung schädlicher Organismen (wie pathogene E. Coli, Listerien, Clostridium perfringens, Veillonella) beitragen. Das ist bemerkenswert, weil zum Beispiel Veillonella, ein gramnegativer anaerober Kokken-Stamm, Lactat fermentieren kann und von den Stoffwechselprodukten des Lactobacillus symbiotisch leben könnte.
Auch einige apathogene E. Coli Bakterienstämme (Mutaflor Stamm Nissle 1917) und einige Saccharomyces Stämme gelten als potentiell probiotisch. Milchsäurebakterien (Lactobacillus) sind in den USA als „generally recognized as safe“ (GRAS) eingestuft.
Lactobacillus-Stämme für Lebensmittel- und Personal Care sind unter anderem von Dr. Behr GmbH kommerziell erhältlich; diese sind typischerweise grampositive, anaerobe oder leicht aerobe Stäbchenbakterien, die keine Sporen bilden können, in Kokken- oder Stäbchenform vorliegen, unbeweglich sind, Katalase-negativ sind, keine Nitrate reduzieren, Gelatine nicht zersetzen und weder Indol noch Schwefelwasserstoff produzieren. Diese Charakteristika erleichtern die Unterscheidung von anderen Mikroben. Lactobacillus haben extrem schwach proteolytische und lipolytische Aktivität, auch unter anaeroben oder leicht aeroben Bedingungen wachsen sie durch Fermentation von Glucose zu Milchsäure in einem stark saccharolytischen Milieu, bei Stoffausbeute liegt über 50 Gew.-%. Das Wachstum von Lactobacillus wird durch die Zugabe von Essigsäure zum Kulturmedium beschleunigt, wie Kosei Hata in EP 99235 A2 dargestellt hat.
Lactobacillus kann nicht gedeihen, wenn das Nährstoffangebot sehr hoch ist. Das heißt, es sind Aminosäuren, Peptide, Nukleinsäurederivate, Vitamine, Salze, Fettsäuren und/oder Fettsäureester zwar erforderlich, aber zu hohe Dosage schadet dem Wachstum. Verendet eine symbiotisch mit anderen apathogenen Keimen lebende Lactobacillus-Kultur durch Nährstoff-Überangebot, entsteht aus dem mild-säuerlichen Geruch ein sehr starker Fehlgeruch, am zweiten bis dritten Tag tritt zudem eine dunkle Verfärbung und Eindickung ein.
Zellkultur-Bestimmung, morholologische und biochemische Charakterisierung sowie die Optimierung der Lactobacillus Mikrobenausbeute kann nach Bergeys Handbuch „Determinative Bakteriologie“, 8. Auflage, Seiten 576–578 erfolgen. Das wichtigste fermentierbare Monosaccharid für Lactobacillus Stämme ist hierbei Glucose oder – noch besser – Glucose und brauner Rohrzucker.
Die Klassifizierung der Mikroben erfolgt nach (a) Zucker-Abbaurate, (b) Gasproduktion, (c) optischer Drehung, (d) Einfluss des Temperaturbereich auf das Wachstum und (e) Einfluss des pH-Bereiches auf das Wachstum; weiterhin durch Genom-Sequenzierung.
Mikroben werden heute für medizinische und hygienische Zwecke vielfach eingesetzt. BHPH Comp. Ltd. Nassau beschreibt in der Offenlegung DE 10042625 A1 ein Milchsäurebakterien-Präparat mit einer Aktivität zur medizinisch-biologischen Reinigung und Darmsanierung beim Menschen, auf Basis Lactobacillus clearans.
Georg Fritzmeier GmbH & Co. KG beschreibt im Patent DE 100 56 338 B4 ein Verfahren zur Behandlung eines Mediums und Abwassers mit Mikroorganismen, wie auch grampositive Stäbchenbaktieren ohne Sporen (Lactobacillus), zur Fermentation in einem Bioreaktor und zur Gülle-Behandlung.
SCA Hygiene Products AB beschreibt im Patent DE 60 2004 007 788 T2 ein Hygiene-produkt (wie Damenbinde, Slipeinlage, Tampon, Windel, Inkontinenzschutz, ...) mit einer probiotischen Zusammensetzung, die in einer Lipidphase dispergiert ist und mindestens einen Milchsäurestamm und ein durch Kontaktsorption trocknenden Träger umfasst.
Kanne Brottrunk GmbH beschreibt in der Offenlegung DE 44 286 24 A1 einen Sanitärreiniger (Reinigungs- und Desinfektionsmittel), das typischerweise 600 Keime-8 Mio. Keime pro Milliliter enthält, weiterhin Hefen und freie Aminosäuren; die eingesetzten Mikroorganismen sind u.a. Lactobacillus alimentarius, L. farciminis, L. plantarum, L. delbrueckii, L. brevis, L. buchneri und L. fermentum; eine Stabilisierung, Trocknung oder Phlegmatisierung der Mikroben findet nicht statt.
Watanabe Koichi beschreibt in JP 2012-232905 A ein Desodorant auf Basis eines kationischen Polymers und Lactobacillus, welches auf der Hautoberfläche für bestimmte Keime und für Geruchsentwicklung hemmend wirkt.
Cleveland Biotech Ltd. beschreibt in GB 2484134 A eine Reinigerzusammensetzung mit Bakteriensporen der Klasse 1 (Bacillus cirulans, Bacillus megaterium; bacillus sphaericus), welches zusammen mit D-Limonen und Netzmittel zum Einsatz kommt.
Yoko Shiga beschreibt in JP 52 02 385 A eine Vielzahl von Mikroben aus Abwasserschlamm, um daraus mikrobielle Reiniger herzustellen, insbesondere für die Entfernung von Blut und Körpersekreten.
Henkel AG & Co KGaA beschreibt in WO 2010 / 020475 A3 ein Verfahren zur Verbesserung der Reinigungsleistung eines Wasch- oder Reinigungsmittels, das mindestens ein hydrolytisches Enzym und ein Biotensid und/oder einen mikrobiellen Metabolit und/oder ein Präparat eines mikrobiellen Kulturüberstandes enthält, zu mind. 2,5 Gew.-% einer der Substanzen.
Simon und Bruce Jameson beschreiben in US 8 226 993 B2 eine „ungiftige“ antimikrobielle Zusammensetzung mit pH 2–4 auf Basis 0,01–4 Gew.-% Rosmarinöl, Teebaumöl und dgl., weiterhin 0,01–4 Gew.-% Ascorbinsäure, Fumarsäure und dergleichen, um gramnegative und grampositive Bakterien auf harten Oberflächen abzutöten.
Vladimir Ivanov et al. beschreibt in RU 24 94 724 C2 eine Zahnpaste mit gefriergetrockneten Bifidus-Bakterien, Papain, dem Enzym Lysozym, weiterhin Natriumfluorid, für Mundhygiene und verbesserten antimikrobiellen Schutz.
Shanna Baker und Cornelius Johnson beschreiben in US 8 772 222 B2 einen Reiniger für verringerte MRSA-Übertragung, auf Basis pflanzlicher nuss-basierter Saponine und von Pflanzenöl-Extrakten (Lemongrass, Teebaum, Geranien, Lavendel, Oregano, Grapefruit-Kerne).
Henkel beschreibt in WO 2010/130563 A1 ein Hand-Geschirrspülmittel, insbesondere für harte Oberflächen, das Mikroben (Lactobacillus; Bacillaceae) enthält für die Hautpflege und für verringerte Hautreizung.
Henkel beschreibt in DE 10 2011 080715 ein mildes kosmetisches Reinigungsmittel, das in einem geeigneten Träger, a) mindestens ein Alkylsulfatund/oder ein Alkylpolyglykolethersulfatsalz, b) mindestens ein amphoteres und/oder zwitter-ionisches Tensid und c) mindestens ein auf probiotischen Mikroorganismen-basierendes Ferment enthalten, wobei die Mikroorganismen aus Milch isoliert wurden. Es handelt sich um Reinigungsmittel für die Körperpflege, welche die natürliche Hautbarriere stärken.
Das Korea Food Dev. Res. Institute beschreibt in KR 1019900005692 B1 ein Getränk auf Basis Gerstenextrakt, das in Gegenwart von 10 Gew.-% Glucose und 1–2 Gew.-% geronnener Milch mittels Milchsäure vergoren wird.
Spartan Chem. Comany Inc. U.S. beschreibt in US 6 387 874 B1 einen Sanitärreiniger und Zusatz für die Abwasserbehandlung, welcher Sporen von Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis etc. enthält; der wahlweise auf eine Hydrophobie-Oleophobie-Zahl HLB kleiner 5 beziehungsweise größer 10 eingestellt ist und insbesondere Ablagerungen durch St. aureus, Pseudomonaden, Salmonella choleraesius und E. Coli beseitigen soll.
Die Nachteile der aktuell verfügbaren Probiotics als „reine Stämme“ mit der Zulassung Food Grade, die sich für Reinigungszwecke eignen könnten, betreffen deren Keimdichte (beziehungsweise Preis-Leistungs-Verhältnis), Nachhaltigkeit der geringerer Einsatzmengen und die fehlende Möglichkeit des Endanwenders, selbst gezielt eine Keimvermehrung durchzuführen oder zu unterstützen.
Der Nachteile der Kompostierhilfsmittel und Geruchsfänger wie EM 1 („Prebiotics mit 80 sonstigen Keimen“) betreffen wiederum die Keimdichte max. 10⁹ KBE/g sowie den möglichen Genaustausch und die mögliche Mutagenität, weiterhin die nicht erwiesene Spezifität in der Abwehr von MRSA.
Andere Verfahren zur MRSA-Abwehr setzen auf stark saure sowie geruchsintensive Stoffe („Bio-Pestizide“, „Vergrämungsmittel“ etc.) wie Teebaumöl, Rosmarinöl und Geranienöl, zusammen mit geruchsintensiven organischen Säuren, was in Innenräumen Unverträglichkeiten und Atembeschwerden bei den Bewohnern provozieren könnte und ein Restrisiko für resistente und/oder mutierte und/oder transgene Mikroben birgt. Teebaumöl hat sich zwar bei Infektionserkrankungen bewährt, aber hat im Sicherheitsdatenblatt die Einstufung gesundheitsschädlich (Xn).
Lactobacillus acidophilus (aus Joghurtkulturen) ist im menschlichen Darm weitgehend unempfindlich gegenüber Natriumsulfid Na₂S und Ammoniak NH₃, aber hatte in klinischen Studien unter anderem keine Möglichkeit, das Niveau dieser beiden Schadstoffe zu reduzieren.
Durch starke Biozide kurzzeitig steril gemachte Flächen auf Möbeln, Arbeitsflächen, Transportbändern und auf dem Fußboden sind ein bevorzugtes Rückzuggebiet für alle Keime, die als Sporen in der relativ trockenen Luft sind, als Aerosole von landwirtschaftlicher Gülleausbringung kilometerweit verblasen werden und bei schlechter Betriebshygiene aus Gullys ausdampfen. Im Sinne des Hygienemanagements HACCP und der Verringerung der Ausfallzeiten und Betriebskosten sollten Biozide in vielen Bereichen des täglichen Lebens nur gezielt und turnusmäßig zur Keimreduzierung eingesetzt werden, unterschiedlich zur Sterilfertigung und zur Flaschen- und Ampullenabfüllung.
Definierte probiotische Non-GMO-Mikroorganismen einer Konzentration größer 10⁹ KBE/g in phlegmatisierter haltbarer Form, welche nachweislich die Besiedelung mit multiresistenten Keimen oder Sporen aus der Luft oder über Crosskontamination über längere Zeit auf gereinigten Oberflächen verhindern, sind derzeit nicht kommerziell verfügbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoff anzugeben, mit dem sich eine Verkeimung von Gegenständen oder deren Oberflächen verringern oder beseitigen oder verhindern lassen.
Diese Aufgabe wird mit einem Stoff gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Stoff umfasst konventionelle Detergentien, die als Flächenreiniger zum Einsatz kommen auf Basis eines Trägers, von Tensiden und/oder Enzymen, weiterhin einem Biozid oder chemischen Desinfektionsmittel, das zum Beispiel den Proteinstoffwechsel vom Mikroben blockiert wie Peressigsäure; und darüber hinaus ein erfindungsgemäßes probiotisches sprühfähiges phlegmatisiertes haltbares Substrat mit Milchsäure- und/oder Bifidusbakterien mit Keimdichte 10⁹–10¹² KBE/g in trockener Form oder in Dispersionsform.
Fermentation: Milchsäure- und Bifidusbakterien lassen sich in Gegenwart von Reisstärke (oder Kochwasser von praboiled Reis), Melasse, (wahlweise auch Miso-Soyapaste, Sauerkrautsaft, Non-GMO-Soyamilch), pasteurisierter Schaf-, Ziegen- oder Kuhmilch, Fleischextrakt, Antioxidantien, Vitaminen, Nährstoffen und Xylanase vermehren, auf eine Gesamtkeimzahl KBE bis 10¹¹/g. Stark verarbeitete und veränderte Lebensmittel wie zum Beispiel Soyaproteinisolat mit einem Proteingehalt über 92% eignet sich nicht für diese Fermentation.
Um diese hohe Keimzahl zu stabilisieren und das probiotische Produkt im Temperaturbereich 3–25 °C besser haltbar zu machen, werden 40 Masseteile entwässertes eingedicktes Substrat, in Gegenwart von 15–50 Masseteile Pulvercellulose VITACEL L 600-20 oder Weizenfaser VITACEL WF 600-30, 5–20 Masseteile niedrig methyliertes Pektin (Food-Type für Joghurtherstellung) und 0,02–0,5 Masseteile Calciumchlorid zum Probiotics-Trockenstoff eingedickt (sogenanntes egg-box-Verfahren). Es sind die Pektinqualitäten zu bevorzugen, die herstellungsbedingt Spuren an Rohrzucker enthalten, Rohstoff sollte Apfel oder Zitrus sein; kein Rübenpektin. Will man calciumarm arbeiten, kann man auch mit Glucose:Rohrzucker 90:10 eindicken. Lactose kann Glucose anteilig ersetzen, aber nicht vollständig.
Auch Carrageen, Agar-Agar, Alginsäure, Akaziengummi, Carboxymethylcellulosen, Carboxymethylstärken, niederviskose Celluloseether (alle in pasteurisierter Form) können in der Fermenterbrühe zur Konsistenzgebung vor und nach Beimpfung zum Einsatz kommen. Hierzu wurden 0,5 Gew.-% niederviskose höhersubstituierte Carboxymethylcellulosen von Ashland Düsseldorf sowie 0,7 Gew.-% VIVASTAR Carboxymethylstärken von Carbohydrate CHP Pirna (auf Basis Kartoffelstärke) eingesetzt; diese liefern bei Zusatz von 50 ml Calciumchlorid-Lösung (2 Gew.-%) pro Liter über ionische Vernetzung eine schnelle Konsistenzänderung der Suspension (Assoziate, Flockung).
Nach Zugabe der Nährsubstrate darf die Kühlung nicht zu langsam oder zu spät erfolgen; zur Pasteurisierung der Nährsubstrate darf deren Erhitzungsphase nicht zu kurz sein.
Die Trockenstoff-Ausbeute bezogen auf eingesetzte Rohstoffe schwanken insbesondere dann stark, wenn Filterprozesse eingesetzt werden, um Pflanzenrückstände abzutrennen. Etwa 28–51 % der eingesetzten Glucose wird in der Bouillon durch L. casei defensis innerhalb von 8 Stunden bei Temperaturen von 30–37 °C im Fermenter (CIP-Reaktor) verstoffwechselt, dann ist das Non-GMO-Probiotic gebrauchsfertig und kann eingedickt, getrocknet und abgefüllt werden.
Trägerstoff kann eine Pulvercellulose sein, zum Beispiel VITACEL L 600-20 oder Weizenfaser VITACEL WF 600-30 von JRS Rosenberg. Sinnvoll für die Viskositätseinstellung ist gegebenenfalls der Einsatz von abgebautem Guar oder niederviskosen Psylliumsorten sowie von niederviskosem Celluloseether wie Hydroxypropylmethylcellulose HPMC. Deren Ubbelohde-Viskosität beträgt 3–400 mPas bei 20 °C und 2 % Einsatzmenge otro. Es eignet sich insbesondere HPMC mit 22 % Methyl- und 8 % Hydroxypropylsubstituenten („K-Substitution“).
Alginate, Pektin, Carrageen, Pulvercellulose, Lösliche Getreideballaststoffe (Betaglucane, Xylane), Inulin sind in trockner Form (bei a_w-Wert unter 0,7) schlechte Nährmedien für Keime. Oligofructose enthält dagegen bis 20 Gew.-% vergärbare Zucker, was die Anwendbarkeit zur Mikroverkapselung einschränkt.
Das erfindungsgemäße NON-GMO-Protiotic kann als trockenes Pulver in den Handel gebracht werden, es ist luftfrei verpackt bei 3–25 °C über mindestens 8 Wochen haltbar, in Wasser dispergierbar, es lässt sich airless sprühen oder mittels Sprühflaschen in einer Konzentration von 0,002–10 Gew.-% zur Flächenbehandlung einsetzen lässt, bevorzugt aber in einer Konzentration von 0,05–1,3 Gew.-%, abhängig von der vorhandenen Keimdichte und Aufgabenstellung.
Im Gegensatz zur industriellen Fermentation kommt die Spontangärung ohne weitere Reinkultur-Startersubstrate aus. Eine Alternative zu diesem mehrstufigen Fermentations-Co-Processing ist der Einsatz mikroverkapselter Probiotics, zum Beispiel von Beneo Lal´Food, insbesondere R 0011 (L. rhamnosus); RO 0175-ME (Bifidobact. longum) und R 0052-ME (L. helveticus, vormals L acidophilus) zur Fertigung von erfindungsgemäßen „Instant“-Pulvermischungen; Nachteil ist hierbei die geringere Effektivität sowie die deutlich verkürzte Haltbarkeit von etwa 1 Woche – diese Alternative ist also gleichwirkend, aber nicht gleichwertig.
Hierzu werden 10 Masseteile mikroverkapselte Probiotics mit 90 Masseteile einer Mischung „Lösliche Faser“ gemischt; letztere ist frei von Allergenen wie Gluten und Soya, frei von Geschmacksverstärkern wie Glutamat, frei von Konservierungsmitteln und frei von Farbstoffen, zudem GMO-frei und hat folgende Zusammensetzung:
2,5–30,0 Gew.-% Betaglucan aus Gerste „SANACEL Beta-G“ (CFF Gehren)
30,0–70,0 Gew.-% Kartoffelfaser „VITACEL KF 200“ (JRS Rosenberg)
15,0–30,0 Gew.-% Haferfaser „VITACEL HF 401-30“ (JRS Rosenberg)
0,5–10,0 Gew.-% Psyllium/Phytosterole/Spurenelemente „Daily Biobasics“ (Lifeplus)
Die Feuchte dieser Instant-Pulvermischung ist mit Quellwasser o.ä. auf 5–14 % eingestellt. Der pH ist weitgehend neutral. Es handelt sich um ein wenig staubendes rieselfähiges hellbeiges Produkt mit Partikelgröße um 15–300 µm (Siebrückstand Luftstrahlsieb) und Schüttgewicht um 360 g/Liter, Packmittel 1,00 kg Aluminiumbeutel oder 20,0 kg PP-Sack mit Clipverschluss in einer Trommel. Eingesetzte Kulturen und Rohstoffe: Es werden bevorzugt Milchsäure-Bakterien eingesetzt. Lactobacillus reutheri ist zwar weltweit auf dem Rückzug, aber das Bakterium kann durch Enzymzusätze wie Xylanase in seiner Stoffwechselaktivität gefördert werden.
Die Milchsäurebakterien (Lactobacillus clearans; L. acidophilus; L. casei; L. casei defensis; L. rhamnosus; L. reutheri, L. deodorans) und die Bifidobakterien (B. animalis DN-173010, Qualität für Joghurt-Kulturen) sind reine Stämme als Food-Grade Qualität aus dem Handel. Reisstärke, Melasse, Misu, Sauerkrautsaft und Non-GMO-Soyamilch sind Produkte aus dem Lebensmittel-Einzelhandel. Schafmilch, Ziegenmilch und Kuhmilch in pasteurisierter Form war Bioqualität vom Erzeuger; UHT-Kuhmilch ist hier deutlich weniger geeignet.
Rohstoffe für die „Bouillon“-Zubereitung und für die Trockenmischung: Die löslichen Getreideballaststoffe sind Haferspelzen-Arabinoxylan aus Skandinavien mit 65 % löslicher Faser SDF bei etwa 82 % Kaltwasserlöslichkeit, 1,1 % Kochsalzgehalt und 2,4 % Oxidasche [800 °C]. Das Hafer-Betaglucan ist ein Isolat aus Haferkleie mit 91–95 % löslicher Faser SDF und etwa 1,5 % Fett. Das Gersten-Betaglucan war „Sanacel Beta-G“ von CFF Gehren mit etwa 38–45 % löslicher Faser SDF. Das pulverförmige Pektin ist „Apfelpektin Classic“ Food-Grade von Herbstreith & Fox oder ein niedrig methyliertes pulverförmiges Apfelpektin aus der Joghurt-Herstellung. Die Kartoffelfaser „VITACEL KF 200“ von JRS ist ein Ballaststoff-Konzentrat aus der Stärkeherstellung, das anteilig bis 18 % verdauliche und resistenste Stärke enthält und typisch unter 10 % Protein, bei vergleichsweise hohem Gesamtballaststoff TDF. Die Haferfaser „VITACEL HF 401-30“ von JRS ist ein Ballaststoff-Konzentrat aus Haferspelz-Speisekleie und enthält typisch 86–94 % Gesamtballaststoff TDF und 1–3 % lösliche Faser SDF. [80] „Daily Biobasics“ von Fa. Lifeplus ist ein Pulvergemisch aus über 20 Einzelkomponenten, das über 45 Gew.-% Psyllium (Flohsamensaaten Food-Grade, Reinheit 95–99%) enthält, weiterhin partikuläre Pflanzenstoffe, Pflanzenextrakte, natürliche Phytosterole und auch Vitamine, Spuren physiologisch aktiver Metallsalze und weitere mineralische Spurenelemente.
Das Inulin „Orafti“ ist eine kommerziell verfügbare Oligofructose auf Basis Zichoree von Beneo Belgien mit 85 % löslicher Faser SDF und maximal 95 % Polysaccharid. Der Akaziengummi „Fibergum“ von CNI Frankreich ist ein Arabino-Galactan mit etwa 85 % löslicher Faser SDF und 1–5 % Protein. Die Xylanase ist das Produkt „Panzea 10 X BG“ von Novozym Dänemark, wie es auch für Backwaren im Einsatz ist. Peptonwasser, Phosphatpuffer, Fleischextrakt, Antioxidantien, Vitaminen und Nährstoffe sind aus dem Biochemie-/Feinchemikalien-Fachhandel. Glucose und brauner Rohrzucker waren aus dem Reformhaus.
Herstellungsverfahren: Die Verarbeitungsschritte umfassen Auswägung, Rohstoff-Feeding, Fermentierung, Beimpfung, Mischung, Entwässerung, Trocknung und Abfüllung des Pulvers, unter mehrmaligem Autoklavieren. Momentan liegen vereinzelt neue Erkenntnisse zur weiteren stofflichen Verwertung und zum stofflichen und energetischen Recycling der erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben vor. Folgende nachgeschaltete Verarbeitungsschritte erscheinen für die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben naheliegend, technisch ausführbar und betriebswirtschaftlich plausibel:

a) Fixierung der Mikroben in Gegenwart von Wachsen, Ölen und Fetten für Fußboden-Versiegelung, Impregnierung, Steinpflege, Glanzwachs, Möbelpolitur.
b) Fixierung der Mikroben in bakteriostatischen Textilgewebe (z.B. OP-Schutz, Sterilfilter, Einweghandtücher, Inkontinenzartikel), um dadurch Hemmhöfe gegen multiresistente Keime wie MRSA, VRSA, MRGM, MRGP/MDRGP oder VISA-Stämme zu schaffen.
c) Fixierung der Mikroben in Gegenwart von Phytohormonen, Düngemitteln und Biopestiziden in der Fermentationsbrühe, um mit dem Produkt z.B. das Pflanzenwachstum zu regulieren oder über Wurzelbakterien (Endophyten) einen Ersatz synthetischer Biozide und Antibiotika zu erzielen.
d) Fixierung der Mikroben und zusätzlich von Stickstoff-fixierenden Bakterien, um mit dem Produkt bei Nutzpflanzen eine Düngung über Luftstickstoff zu erreichen; geeignete Nährsubstrate für die Prokaryoten sind hierbei Mannit und Dikaliumhydrogenphosphat.
e) Zusatz zu Siliermittel für Raufutter, insbesondere für die Fermentation von zucker- und stärkearmer nicht vergärbarer Strohsilage, um dadurch eine erhöhte Futterakzeptanz und Verdaulichkeit bei Wiederkäuern, Schafen und Pferden zu erreichen.
f) Zusatz zur Fermentation von ligninhaltigen Reststoffen aus der Forst- und Landwirtschaft (insbesondere Rindenmulch, Geflügelgülle), um daraus Rohstoffe für Bioethanol-, Biogas- oder andere Bioraffinerie-Verfahren zu schaffen.
g) Sprühmedium für Nutz- und Haustiereinstreu, Klumpstreu, Nestbaumaterial, Vogelsand, Terrarien-Bodengrund, Reitplatzbeläge, Spaltböden.

Weiterhin ist es naheliegend, daß die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben auch in anderen Gegenständen und Gebrauchsgütern, die im weitesten Sinn für Reinigungszwecke zum Einsatz kommen, genutzt werden, wie z.B. Reinigungstücher, Luftfilter, Adsorber oder technische Textilien.
Weiterhin ist es naheliegend, daß die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben mit inerten Stoffen verarbeitet werden, z. B. als nicht-eßbare Wachsschicht für die Konservierung von Obst und Gemüse auf Basis von Ethylenvinylacetat, Carnaubawachs, biologisch abbaubarem oxidiertem Polypropylen oder auch Bienenwachs.
Zum Nachweis der Funktionalität eines erfindungsgemäßen Flächenreinigers eignet sich insbesondere die Gesamtkeimzahl und der Einzelnachweis der Mikroben. Im Einzelfall kann auch Fluoreszenzmikroskopie, Toxinnachweis, Sulfidmessung und Geruchsprüfung eingesetzt werden. Der Nachweis der bioziden Wirkung erfolgt z. B. durch Beimpfen mit unerwünschten Mikroben in einem Stephensen-Wetham-Medium, welches die erfindungsgemäßen probiotischen Keime enthält; nach Bebrütung über Gruppenkeime oder Isolierung der Bakterienstämme mittels Nährmedien, darüber hinaus durch Genomsequen-zierung, PCR-Fingerprint oder neuerdings auch Pulsfeld-Elektrophorese. Um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, muss insbesondere auf die Qualität und Zusammensetzung der eingesetzten Rohstoffe geachtet werden: Das Kulturmedium enthält in einem Liter Quellwasser mit pH 6,2–7,8 genau 5,0 Gramm Fleischextrakt und 5,0 Gramm Pepton; weiterhin 5,0 Gramm Glucose; dieses gewährleistet noch kein beschleunigtes Keimwachstum z.B. bei Lactobacillus casei.
Auch das Stephenson-Wetham Medium gewährleistet noch kein beschleunigtes Keimwachstum bei Lactobacillus casei, es enthält pro Liter 1 Gramm Kaliumphosphat KH₂PO₄, 0,7 Gramm Magnesiumsulfat MgSO₄·7H₂O, 1 Gramm Kochsalz NaCl; 4 Gramm Ammoniumsulfat (NH₄)₂SO₄; 0,03 Gramm Eisensulfat FeSO₄·7H₂O, 0,03 g, 5 Gramm Glucose sowie Vitamine (A: 900 IE, B1: 1 mg, B2: 1 mg, B6: 1 mg, B12: 5 Gamma, Nicotinamid: 1,6 mg, Calciumpantothenat: 8 mg, C: 64 mg, D2: 120 IU), weiterhin 1 Gramm Casaminosäure. Das Kulturmedium für den Fermenter wird zuerst angesetzt, dann werden die weiteren Stoffe hinzu gegeben.
Nach der Zugabe der Rohstoffe in den Mischtank wird autoklaviert und gemischt, dann wird in den Fermenter dosiert, die Roh-Bouillon wird autoklaviert, dann wird über mehrere Stunden unter Wärme fermentiert und mit Essigsäure versetzt. Der fertige Bouillon wird mit Inoculum beimpft. Dann wird einen weiteren Druckbehälter der cellulosische Trägerstoff und der Verdicker (bevorzugt Pektin; weiterhin Guar, Psyllium, HPMC; Calciumlösung oder eine Glucose-Rohrzucker-Mischung zur Gelierung) autoklaviert und dann zugegeben. Die Xylanase wird in geeigneter Form eingeschleust. Zuletzt erfolgt Entwässerung, (Filtration, Filterpresse, Schubzentrifuge, Dekanter, ...), dann gegebenenfalls Gel-Sol-Verfahren, Trocknung (Vakuum-, Gefrier-, Sprühtrocknung, ...), zuletzt Abfüllung des Pulvers, idealerweise unter Stickstoff, in Säcke.
Die Mikroben sind auch im Inneren der pflanzlichen und tierischen Stoffen fixiert und immobilisiert (unbeweglich) und durch Trocknung phlegmatisiert (das heißt reaktionsträge) – im Vergleich zur unbehandelten Stammkultur. Die Haltbarkeit dieser Mikroben bei Raumtemperatur beträgt 4–6 Wochen, im Kühlschrank bei 3–8 °C etwa 3 Monate.
Die Redispergierung und Verdünnung des klumpenfreien rieselfähigen erfindungsgemäßen Pulvers ist über Rührwerkzeuge, Paddelmischer oder Disperger möglich, das Anmachwasser sollte weitestgehend elementarchlorfrei sein (Quellwasser, weiterhin Brunnenwasser, Regenwasser, Oberflächenwasser) und keine Konservierungsmittel oder Biozide enthalten. Destilliertes Wasser und auch Umkehrosmosewasser eignen sich nicht.
Werden Rückstände von Bioziden, Elementarchlor etc. sorgfältig beseitigt, bevor die Fläche mit der erfindungsgemäßen Suspension besprüht wird, wird die Besiedelung mit krankheitserregenden Keimen ansatzweise bis weitgehend über mehrere Wochen unterbunden, abhängig von der allgemeinen Betriebshygiene.
Die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben eignen sich auch als Geruchsstop und als natürliches Substrat gegen Schwarzpilz (Aspergillus niger) und multiresistente Stäbchenbakterien wie MRSA.
Die Bildung von Fäulnismaterial ist stark abhängig von magensaftresistenten Fäulnisbakterien, die in der Landwirtschaft ubiquitär sein können. Viele frische Lebensmittel enthalten zudem leicht sich zersetzende schwefelhaltige Aminosäuren. Bei Luftkontakt und Lagerung treten insbesondere durch anaerobe sporenbildende Clostridien Fäuleprozesse auf (Buttersäuregeruch); anaerobe Proteobakterien können zudem Schwefelwasserstoff bilden. Luftschwebstoffe enthalten oft pigmentierte Baktiern der Gattungen Micrococcus, Mycobacterien sowie Nocardia.Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass nach Besprühen der Edelstahl-Flächen in einer Obstkelterei-Genossenschaft mit 50 ml 0,1 % der erfindungs-gemäßen NON-GMO-Probiotics pro m² merklich vorhandene Sulfid-Fehlgerüche (Mercaptane, Thioether) innerhalb von 4 Stunden vollständig verschwanden. Auch die Neubildung von Schwefelwasserstoff und /oder Ammoniak wird (vermutlich durch Metabolite der Lactobacillus-Stoffwechsels) mehrere Tage unterdrückt, auch wenn die Flächen mehrfach mit fauligen Obstschoten und Gemüseblättern in Kontakt kamen.
In einem Kompostierwerk mussten die Mitarbeiter in den Sommermonaten und bei Bauarbeiten gemäß TRBA 460 zeitweise Atemschutzmasken mit Partikelfilter P3 gegen Aerosolpartikel und Sporen tragen. Die Keimbelastung in der Luft war bis 1 Mio. Keime/m³ Luft. Nach Grundreinigung, Desinfektion und einmaligem Besprühen der Förderbänder, Antriebsrollen und Umlenkrollen mit etwa 200 ml 0,1 % Lösung des erfindungsgemäßen NON-GMO-Probiotics pro m² war über 8 Wochen kein sichtbarer Aspergillus-Befall und auch kein MRSA (Dedektion) auf der Förderanlage nachweisbar. Die verbauten Werkstoffe waren Metallocen-PP, Hart-PVC, Weich-PVC, Nitrilgummi, Butylkautschuk, EPDM, V2A Chrom-Nickel-Stahl.
Beim Einsatz als Sprühsubstrat zu 500 ml 0,1% /m² in Feuchträumen, Nasszellen und feuchten Kellerräumen, die sichtbar mit Schwarzpilz (Aspergillus niger) befallen waren, wurde der Pilz durch mechanische Entfernung, Abwaschen mit Tensidlösung und einem Schwamm, Kalken der Wände und Fugen am nächsten Tag zuverlässig und nachhaltig beseitigt, ohne dass die relative Luftfeuchte hierzu durch energieintensive Luftentfeuchter auf unter 60 % r.F. eingestellt werden musste.
Durch Einsatz von 100 ml 0,1 % der Suspension [3] im Wasser von Schnittblumen blieben diese 5–8 Tage länger frisch. Schnittblumenwasser mit probiotischer Wirkung lässt sich einmalig um den Volumenfaktor 10 vermehren, indem man nach 1–2 Tagen 90 % der Wassermenge, die mit den Pflanzenstängel in Kontakt waren, durch frisches Quell- oder Brunnenwasser (kein gechlortes Wasser) ersetzt.
Ausführungsbeispiel 1 – Stabilität

Es wurden zwei wässrige Suspensionen von L. rhamnosus GG Stammkulturen sowie von mittels Pektin, Calciumchlorid und Cellulosepulver phlegmatisierte L. rhamnosus GG im Kühlschrank anaerob bei 4 °C über 28 Tage gelagert und auf Keimdichte geprüft. Die phlegmatisierten Mikroben waren deutlich länger haltbar, die Keimdichte (GKZ) am Versuchsende war 18fach erhöht:

Lagerung 4 °C		0 Tage	7 Tage	14 Tage	28 Tage
L. rhamnosus Stammkultur	KBE/ml	1,1 × 10⁷	4,2 × 10⁶	2,4 × 10⁵	3,2 × 10⁴
L. rhamnosus phlegmatisiert	KBE/ml	9,4 × 10⁶	3,7 × 10⁶	8,8 × 10⁵	5,7 × 10⁵

Ausführungsbeispiel 2 – Beimpfungsversuch

Es wurden Nährsubstrate mit apathogenen E. Coli (Mutaflor Stamm Nissle 1917) sowie nacheinander mit apathogenen E. Coli und L. rhamnosus (phlegmatisiert) beimpft; hierbei stieg die Gesamtkeimzahl GKZ erwartungsgemäß an, aber der Anteil E. Coli nahm ab. In diesem Fall verdrängt L. rhamnosus den apathogenen Stamm E. Coli. Auf Lactobacillus, pathogene E. Coli, Coliforme wurde nicht geprüft:

Zeit nach Beimpfung 20 °C		0 Std.	14 Std.	28 Std.	36 Std.
E. Coli Stamm Nissle 1917	E. Coli	1,4 × 10⁴	9,1 × 10⁵	6,0 × 10⁶	Abbruch
E. Coli Stamm Nissle 1917	KBE/ml	1,1 × 10⁴	5,9 × 10⁵	8,2 × 10⁵	Abbruch
E. Coli Stamm Nissle 1917 und L. rhamnosus phlegmatisiert	E. Coli	3,3 × 10³	4,5 × 10³	8,1 × 10²	6,6 × 10²
E. Coli Stamm Nissle 1917 und L. rhamnosus phlegmatisiert	KBE/ml	8,7 × 10²	1,0 × 10³	5,2 × 10³	1,0 × 10⁴

Ausführungsbeispiel 3 – Kompostierungsversuch im Maischefass 120 L
Schwer verrottbare Stoffe wie Strohsilage (mit 6 % Oxidasche, überwiegend Kieselsäure), Bohnenkrautstängel, Hartgräser, Fichten- und Kiefernnadeln, Zellstoff-Servietten (Tissue unbedruckt mit Nassfestmittel), Lärchen- und Kiefernrinde, Salbei und Efeu verrottet und kompostiert schneller, wenn es mir den erfindungsgemäßen Substrat NON-GMO-Probiotics [3] besprüht und in Lagen geschlossen dunkel bei 12–30 °C bei etwa 35–50 % Feuchte gelagert wird. Nach 3 Wochen ist die Humusbildung weit fortgeschritten, wenn gleichzeitig mind. 20 Gew.-% Obst- und Gemüseabfälle kompostiert werden; die Vergleichsprobe war erst nach mehrerer Monaten in gleicher Weise kompostiert.
Es ist nach dem Stand der Technik naheliegend, dass die Verdaulichkeit rohfaserhaltiger pflanzlicher Stoffe durch Wiederkäuer erhöht wird, wenn das erfindungsgemäße NON-GMO-Probiotics auf die Faser aufgesprüht wird. Es ist zu erwarten und nach dem Stand der Technik naheliegend, dass Fehlgerüche bei der Kompostierung sich durch neue Lactobacillus Stämme gegebenenfalls weiter verringern lassen (Nachweis z. B. mittels H₂S-Teststreifen mit Kapsenberg-Kappe); zweckmäßig erscheinen hierfür L. clearans für bakterien-reduzierendes Natriumsulfid L. sulfurica und Ammoniak, für bakterien-reduzierendes Natriumsulfid sowie L. nitrosus für bakterien-reduzierendes Ammoniak.
Ausführungsbeispiel 4 – Einsatz bei Orchideenerde, Anzuchtpads, Pflanzsubstraten für gewerblichen Gartenbau (Obst, Tomaten), Spagmoos-Ersatz
Die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben (Suspension mit 2 % Trockenstoff) wurden als Hilfsstoffe für den Pflanzenbau eingesetzt; sie verhindern bei einer Einsatzmenge von 500 ml/m² Ackerland (beziehungsweise Beetfläche) einen schädlichen Keimbefall über 29 Wochen oder auch länger. Weiterhin wurde bei Buschbohnen ein vollständiger Rückgang der pilzlichen Blattkrankheit Bohnenrost festgestellt, bei insgesamt guter Bestandsentwicklung.
Der Pilz „Falscher Mehltau“ (Perofascia lepidii) liefert Ernteausfälle bei Gartenkresse-Saatgut; die Infektion erfolgt über Sporen. Durch die erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben konnten bei Gartenkresse und bei weiteren Gartenkräutern die Wurzelentwicklung und die Blattflächendauer verbessert werden.
Bakterien aus sehr trockenen (ariden) Gebieten können bei Nutzpflanzen wie Weizengetreide als Saatenbeize oder als Wurzeldip die Stresstoleranz der Pflanzen verbessern. Hierzu eignen sich insbesondere „Bacillus thuringiensis AZP 2“ aus Arizona/U.S. sowie „Paenibacillus polymyxa B“ aus Ägypten. Diese Bakterien bilden dabei einen Biofilm um die Wurzeln. Es hat sich gezeigt, dass die genannten Bakterien sich mit den erfindungsgemäßen phlegmatisierten Mikroben kombinieren und vermehren lassen und bei Trockenheit in der Anzuchtphase in der unmittelbaren Wurzelnähe (Rhizosphäre) zur Bildung von längeren Wurzelhaaren, weniger Pfahlwurzeln, dickeren Seitenwurzeln, besserer Blattentwicklung und höherer Photosyntheseleistung beitragen, was wiederum Einfluß auf die Reifezeit, Getreidequalität (Tausendkorngewicht, Ausmahlbarkeit) und die Erträge pro Hektar Ackerland haben kann.
Als Orchideenerde kommt zum Beispiel gedämpfte Kiefernrinde zum Einsatz; diese ermöglicht die Ausbildung von Luftwurzeln und ein schnelles Pflanzenwachstum. Anzuchtpads für Jungpflanzen bestehen meist aus Chileoder Neuseelandmoos und liefern einen idealen Wasser- und Nährstoffhaushalt in der Wachstumsphase; Hersteller der Produkte ist zum Beispiel Besgrow B.V. Anzucht-Pflanzsubstrate enthalten Fertilizer (Düngersubstrat), Mikronährstoffe, Pflanzenstärkungsmittel, Biopestizide sowie eine Pflanzenfaser oder einen pflanzlichen Trägerstoff wie Maisspindel.
Auch Stecklinge, Orchideenerde, Anzuchtpads, Pflanzsubstrate und Spagmoos-Ersatz können mit den erfindungsgemäßen Mikroben, die gegebenenfalls ohne Fermenter-Einsatz vermehrt wurden, beaufschlagt werden.
Ausführungsbeispiel 5 – Einsatz bei Sauerkraut, Salzgurken, Sauerkirschen, Kürbis, Rohwurst und fermentierten Getreide-Getränken
Branchenüblich sind in allen Fällen Starterkulturen. Weißkohlsaft wurde in einem Heiz-Kühl-Mischer 15 Minuten auf 95 °C erhitzt, dann auf 32 °C abgekühlt, dann mit dem erfindungsgemäßen Mikroben beimpft und über 14 Stunden gerührt, bis der pH bei etwa 3,8 war. Diese Vorkultur wurde zu 1 % zur Schneidemaschine des Weißkohls gegeben und mit 0,7 % Kochsalz eingestellt. Das Sauerkraut wurde mit gewaschenem Weinlaub eingelegt, welches weitere sekundäre Pflanzenstoffe liefert. Nach Einstampfung im Gärbassin wurde das Sauerkraut über 20 Tage bei 5–6 °C im Kühlhaus gelagert. Abhängig von der Lactobacillus-Art erhält man bis 1,1 Gewichts-% L(+)-Milchsäure im Sauerkraut.
Das Verfahren lässt sich auf folgende fermentierte, vergorene beziehungsweise eingelegte Lebensmittel übertragen: Gewaschene gestichelte Gurken in Salzlake mit Gewürzsud; mit Essig und Rohrzucker eingelegte Sauerkirschen; mit Essig und Zucker eingelegter Kürbis; fermentierter Kamut-Urweizen, Amaranth (oder andere Fuchsschwanz-gewächse), Quinoa (oder andere Gänsefußgewächse) sowie Miso Maispaste für pasteurisierte Getränke; Naturhefebier; weiterhin als Ersatz für Lactobacillus-/Pediococcen-Substrate in der Herstellung gedarrter Rohwürste zusammen mit Katalase.
Ausführungsbeispiel 6 – Pflanzliche Trägerstoffe für immobilisierte und phlegmatisierte Mikroben
Es ist möglich, flüssige Lactobacillus- oder Bifiduskulturen auf der Oberfläche pflanzlicher Trägerstoffe zu immobilisieren und zu phlegmatisieren, ohne dass hierzu ein Fermenter oder ein Sprühtrockner nötig wäre. Hierzu werden 900 ml Quellwasser in einem Stahltopf, in dem sich gleichzeitig ein Paddelrührer, ein Dispergierwerkzeug (Ultraturra T 50) und ein Thermometer mit Steuerung (IKA Thermostat) befinden, auf 30°C erwärmt. Dann wir der Paddelrührer eingeschalten, Drehzahl 300 Umdr./min und es werden 20 Gramm Kappa-Carrageenan (Kaliumsalz-Type von Ceamsa Spanien, Reinheit „semirefined“) hinzugegeben. Nach 5 Minuten wird der Ultraturrax bei niedriger Drehzahl eingestellt und es wird eine Zeil-Temperatur von 70–80°C am Thermostat vorgegeben. Nach etwa 5 Minuten bei 70–75°C ist ein pastenartiges visko-elastisches fließfähiges Material entstanden, welches auf 25–35°C aufgekühlt wird. Dann werden 100 ml flüssige Mikroben-Suspension (Keimzahl größer 10⁵/g), und 40 Gramm pulverförmiges Guarkernmehl hinzugegeben und weiter für 10 Minuten gerührt. Der Ultraturrax wird ausgestellt. Zuletzt werden 80–200 Gramm mikronisierte pflanzliche Trägerstoffe (Haferfaser VITACEL HF 401-30 oder Holzfaser ARBOCEL C 320, beide von JRS) hinzugegeben. Rührer und Heizung werden abgestellt. Der Ansatz wird warm mit 0,5 cm Schichtdicke auf eine Stahlplatte aufgestrichen und bei Raumtemperatur auf Feuchte unter 12% getrocknet. Alternativ ist auch eine Entwässerung über Vakuumbandfilter und Bandtrockner/Trommeltrockner möglich. Das Kappa-Carrageen wirkt in dieser Umsetzung ähnlich wie Pektin und liefert synergistische Effekte mit Guar; ein Zusatz von Calciumsalz ist hierbei nicht nötig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Maxton, 2013 [0019]

Claims

Stoff zum mikrobiologischen Behandeln von Gegenständen oder deren Oberflächen, umfassend die folgenden Bestandteile: 1.1 probiotische Non-GMO-Mikroorganismen einer typischen Konzentration bis 10¹² kolonienbildende Einheiten KBE/g, bevorzugt 10⁹–10¹¹ KBE/g in phlegmatisierter haltbarer Form; 1.2 pflanzliche Ballaststoffe (unlösliche und/oder lösliche Fasern); 1.3 Pektin (oder andere Gel-bildende Stoffe wie Carboxymethylcellulose oder Carboxymethylstärke); 1.4 Calciumsalz (oder Substrate, welche eine Egg-Box-Inklusion der Bestandteile ermöglichen).
Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser pulverförmig, tablettierbar, granulierbar, gießfähig, sprühfähig oder vernebelbar ist, weitestgehend aus Lebensmittel-konformen pflanzlichen Rohstoffen besteht, ohne Kühlung mehrere Wochen haltbar ist, ohne Zusätze mineralischer Trägerstoffe auskommt, kompostierbar ist, eine Spontangärung ermöglicht, weiterhin dass dieser nach dem Einsatz von Detergentien, Bioziden und Wasser verwendet wird und dadurch die Verbreitung pathogener Keime wie E. Coli, Staphylococcus aureus (MRSA, VRSA) oder VISA-Stämme zurückdrängt.
Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroorganismen natürliche Stoffe umfassen wie fermentierte pflanzliche oder tierische Rohmaterialien sowie Mikroben wie Milchsäurebakterien (Lactobacillus clearans; L. acidophilus; L. casei; L. casei defensis; L. rhamnosus; L. reutheri, L. deodorans; L. sulfurica, L. nitrosus) und / oder Bifidobakterien (B. animalis DN-173010; Bifidobact. longum) enthalten.
Stoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die natürlichen Stoffe mit den Mikroben entwässert, getrocknet, pulverisiert und haltbar gemacht sind, oder mikroverkapselte und/oder sprühgetrocknete Keime unter Zumischung von unlöslicher Faser IDF und/oder löslicher Faser SDF oder resistenter Stärke ohne Fermenter und ohne gezielte Temperierung auf höhere Keimdichte vermehrt wurden, wobei das Umsetzungsprodukt apathogen ist, zur Verstoffwechselung schwer abbaubarer Stoffe beiträgt, Fermentationsprozesse beschleunigt, eine Geruchs- und Sulfidbildung (Desulfuration bei Schlamm und Kompost) vermeidet und als Saatenbeize oder Wurzeldip-Lösung zur Stesstoleranz und Wurzelbildung im Pflanzenbau beiträgt.