DE1492279A1 - Verfahren zum Sterilisieren - Google Patents

Description

D-Λ. R. POSCHENRIEDER DR. E. BOETTNER U 9 2 2 7 9 I Τ\_Τ T* YT)I

Patentanwälte I .L/l · J-i-A-J^/····

MÜNCHEN 8

Lucile-Graiin-Strafie 38

Telefon 443755

Gordon Alderton, 31, Viata Del Orinda, Orinda, Contra Costa,

Kalifornien (Vo St_n A.)

Verfahren saum Sterilisieren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich vornehmlich auf die Sterilisation von organischen Materialien, beispieleweise von Lebensmitteln, Medikamenten, Vitaminen, Polysacchariden und dergleichen mehr, die normalerweise oder meistens mit Mikroorganismen verseucht sind und diej, eine Sterilisation erfordern, wenn sie bei gewöhnlicher Temperatur konserviert werden sollen, die aber eine Schädigung oder einen Abbau erleiden (oder zumindest zu einer Schädigung neigen), wenn sie durch Erhitzen eterilisiert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Sterilisation von anorganischen Materialien, z.B. von wissenschaftlichen Instrumenten und dergleichen, die normalerweise hitzesterilisiert werden, aber durch übermäesige Hitze Scha den erleiden.

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Als Beispiel für die Anwendung der vorliegenden Erfindung soll das Einmachen der Lebensmittel in Metalloder Glasbehälter dienen.

Ein typisches eingemachtes Nahrungsmittel wird gekocht oder in einer anderen geeigneten Y/eise behandelt, um es für den menschlichen Verzehr brauchbar zu machen, es wird dann in offene Metall- oder Glasbehälter gefüllt, es werden die Deckel aufgebracht, um den Inhalt abzuschließen, und die Behälter werden dann erhitzt, z.B. in einem Kocher, um lebende Mikroorganismen zu vernichten. Um eine solche Abtötung der Mikroorganismen zu erreichen und hierdurch das Nahrungsmittel zu sterilisieren, ist es erforderlich, das Nahrungsmittel in dem Behälter eine beträchtliche Zeit lang auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur zu erhitzen, beispielsweise 20 bis 60 Minuten lang auf eine Temperatur von 115 bis 130°C.

Eine solche Sterilisation durch Erhitzen erfordert also eine verhältnismäßig hohe Temperatur und eine längere Zeit, um hitzebeständige Mikroorganismen abzutöten, vor allem die Sporen von gewissen Bakterien, die sehr hitzefest sind. V/erden solche hitzebeständigen Sporen nicht völlig abgetötet, so können die verbleibenden lebenden Sporen sich in die vegetative Form umwandeln und vermehren, und sie verursachen dann ein Verderben des Nahrungsmittels und bzw. oder die Entwicklung von toxischen Substanzen

909840/0468 °*¹<*'Ναι.

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in dem Nahrungsmittel,

Sind die Temperaturgrade und die Dauer des Erhitzens ausreichend, um eine völlige Abtötung sämtlicher Sporen zu gewährleisten, so haben sie zugleich eine verschlechternde Wirkung auf den Y/ohlgeschraack der Nahrungsmittel, sei es aufgrund der Denaturierung der Proteine, einer thermischen Auflösung der Struktur und dergleichen mehr.

Schwierigkeiten ähnlicher Art aufgrund von Hydrolysereaktionen, von Esterspaltungen, von Depolymerisationen und dergleichen treten bei einer Vielzahl von hitzeempfindlichen organischen Materialien auf, z.B. bei Eiweißstoffen, Polysacdaariden, Peptiden, Polyestern usw., gleichgültig, ob diese für Ernährungszwecke oder für andere Gebrauchszwecke bestimmt sind. Damit soll gesagt sein, daß gewisse organische Materialien, die keine Nahrungsmittel sind, der "/irkung der Mikroorganismen und dem Abbau gleichfalls ausgesetzt und auch hitzeempfindlich sind und abgebaut werden (oder zumindest dazu neigen), wenn sie durch Erhitzen sterilisiert werden.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Sterilisieren von solchen essbaren und nicht essbaren organischen Materialien zu entwickeln, und zwar durch Anwendung von Hitze, doch ohne Abbau des Materials oder zumindest mit einem bedeutend geringeren Abbau, als er bisher eintrat.

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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Sterilisieren von feinen oder hitzeempfindlichen technischen und wissenschaftlichen Instrumenten zu entwickeln, bei welchem Wärme als sterilisierendes Mittel angewendet werden kann, hierdurch jedoch keine Beschädigung eintritt, oder zumindest die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung geringer ist, als sie es bisher war.

Die vorliegende Erfindung macht von gewissen Tatsachen Gebrauch, welche der Erfinder entdeckt hat, und zwar in folgender Y/eise: Wie gefunden wurde, weisen Bakteriensporen ein Ionenaustauschvermögen wie ein Kationenaustauschmaterial auf. Das bedeutet, sie absorbieren Kationen und tauschen nach Art der Kationenaustauschharze ein Kation durch ein anderes aus. Zugleich wurde gefunden, daß solche Sporen normalerweise in Sölzform (beispielsweise in der Calciumform) vorliegen, und in dieser Form sind sie hitzebeständig; werden sie aber in die Wasserstoff-Form umgewandelt (das heißt ,wenn die anionischai Gruppen der Sporen durch Wasserstoffionen abgesättigt werden), sind sie sehr viel hitzeempfindlicher und durch Hitzeeinwirkung viel leichter abzutöten. Darüber hinaus wurde festgestellt - und diese Entdeckung wird hier ausgenutzt - , daß die meisten Nahrungsmittel und dergleichen normalerweise einen so hohen powert aufweisen, daß die in ihnen enthaltenen Sporen in der hitzestabilen Salzform vorliegen (häufig in der Calciumform),

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— ς —

daß aber die Sporen dadurch abgetötet werden können, daß man sie zunächst durch Zusatz von Säure zwecks Herabsetzung des Pjr-Wertes in die wärme-labile Wasserst off-Form überführt, dann wieder den ursprünglichen oder einen gewünschten höheren PjT-?/ert durch Zusatz einer Base herstellt (oder ihn im wesentlichen herstellt) und danach die Sporen durch Hitzeanwendung abtötet.

Der Erfolg des vorliegenden Verfahrens ist zum Teil erklärbar durch die Entdeckung des Erfinders, daß die Umsetzung

(1) Sporen (H-Form) + Base ►Sporen (Salz-Form) + H₂O

sehr viel langsamer abläuft als die Umsetzung

(2) Sporen (H-Form) *· tote Sporen.

Das bedeutet, daß erfindungsgemäß die Sporen durch Zugabe einer Säure in die hitze-labile Wasserstoff-Form übergeführt werden; es wird dann eine Base zugegeben, um den ursprünglichen PjT-^/ert wieder herzustellen (oder einen optimalen PjT-Wert einzustellen), der aus dem Gesichtspunkt des beabsichtigten Endzweckes heraus wünschenswerter ist; und ehe die Sporen aus der Wasserstoff-Form wieder in die Salzform umgewandelt werden (d.h., bevor die langsam ablaufende Reaktion (1) in nennenswertem Maß eingetreten ist), werden die Sporen durch Hitzeanwendung abgetötet.

Die erste Stufe des vorliegenden Verfahrene besteht darin, den p_H-T7ert dee Materials, das sterilisiert werden soll, herabzusetzen, eo daß die Sporen in die Wasserstoff-Form

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umgewandelt und hitze-labiler gemacht werden. Baß die Sporen tatsächlich hitze-labiler gemacht wurden und daher der Abtötung durch Hitzeeinwirkung leichter zugänglich sind, ist in den beiden folgenden Arbeiten beschrieben: "Base Exchange and Heat Resistance in Bacterial Spores" von Gordon Alderton und Neva Snell, veröffentlicht in Biochemical and Biophysical Research Communications, Band 10, Nr. 2, Seiten 139 bis 143 (1963), und »Heat Adaptation and Ion Exchange in Bacillus megaterium Spores" von Gordon Alderton, P.A. Thompson und Neva Snell, veröffentlicht in Science, Band 143, No. 3601, Seiten 141 bis 143·

Nachdem der p^-Wert des zu stabilisierenden Materials reduziert worden ist und die Sporen durch Umwandlung in die Wasserstoff-Form hitze-labiler gemacht worden sind, wird der Ρττ-Yfert durch Zusatz einer geeigneten Base wieder erhöht. Der Pjj-Wert soll in der Regel auf annähernd seinen ursprünglichen Wert wieder eingestellt werden. Zu den Vorteilen einer solchen Wiederherstellung des Pjj-Wertes gehört die Tatsache, daß hierdurch auch der ursprüngliche Charakter und der ursprüngliche Geschmack des Nahrungsmittels wieder hergestellt werden; daß hierdurch zugleich das Problem der Korrosion, wie sie durch einen niedrigen p„-Wert verursacht wird, leicht gelöst wird, denn eine derartige Korrosion greift gern die gesamte Konserviereinrichtung und bzw. oder die Metallbehälter an; und daß durch die Wiedereinstellung des Pg-Wertes auf den ursprüng-

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lichen 'Vert die Neigung niedriger p_H-Werte, eine Hydrolyse oder einen anderen Abbau des Nahrungsmittels herbeizufuhren, unterbunden wird.

Ist der ursprüngliche (oder andere gewünschte) ρ -Wert er-

reicht, so ist e3 empfehlenswert, mit der Hitze-Sterilisation ohne große Verzögerung zu beginnen. Bei den meisten Materialien ist jedoch bei Zimmertemperatur tine Verzögerung von 1 bis 2 Stunden, wie gefunden vmrde, nicht schädlich. Das bedeutet, wenn auch der p„-',7ert des Mediums durch Zugabe einer Base sofort auf den alten 7ert wieder eingestellt wird, so verläuft doch die Umwandlung der Sporen aus der 7/asserstoff-Porm in die Salzform (vgl. die obenstehende Gleichung (1)) nur langsam. Ergibt sich jedoch aus irgendeinem Grunde die Notwendigkeit, eine lange Zeitspanne vergehen zu lassen, ehe man mit der Hitze-Sterilisation beginnt, so kann es empfehlenswert sein, das Material zu kühlen, um den Ablauf der Reaktion (1) zu verlangsamen.

Der Einfluß des Tempereturfaktors auf die Rückumwandlung der Sporen aus der hitze-labilen Wasserstoff-Form in die hitzebeständige SalzJ.'orm wird durch die folgenden Angaben erläutert: Sporen von Bacillus megaterium wurden mit einer Säure zwecks Bildung der Wasserstoff-Form der Sporen behandelt. Diese Sporen wurden dann in einem alkalischen

Puffer, der Calciumionen enthielt, bei p_H 7»9 bei verschiedenen Temperaturen - 18⁰C, 25⁰C und 50⁰C - gehalten. Es wurde dann die Hitzebeständigkeit der Sporen bestimmt.

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Wie gefunden wurde, trat keine merkliche Zunahme der Hitzebeständigkeit der Sporen ein, nachdem diese 5 Stunden bei 18⁰C gehalten worden waren; um die maximale Hitzebeständigkeit bei dieser Temperatur wieder zu erlangen, waren 3 Tage erforderlich. Bei 25°C trat eine Erhöhung der Hitzebeständigkeit um 1 $ innerhalb einer Stunde ein; die Wiedererlangung der maximalen Beständigkeit erforderte etwa einen Tag. Bei 50⁰C benötigte man zur Wiederherstellung der maximalen Hitzebeständigkeit etwa 2 Stunden.

Die verschiedenen Arbeitsstufen, aus denen sich daa erfindungsgemäße Verfahren zusammensetzt, sollen nun in allen Einzelheiten erläutert werden.

I. In der ersten Stufe wird das zu sterilisierende Material mit einer Säure in Kontakt gebracht, deren Punktion darin besteht, Wasserstoffionen zu liefern. Sollen Lebensmittel behandelt werden, so muß eine nicht-toxische Säure verwendet werden. Geeignete Säuren, die für den beabsichtigten Endzweck in Frage kommen, jedoch noch unter dem Gesichtspunkt der Toxizität ausgewählt werden müssen, sind Salpetersäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Bromwasserstoff säure, Trichloressigsäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Salicylsäure und Weinsäure und dergleichen mehr. Einige dieser Säuren sind für die Behandlung von Nahrungsmitteln ungeeignet. Es können auch saure Salze, wie Natriumbisulfat,verwendet werden. Im allgemeinen wird vorzugsweise Salzsäure

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verwendet, weil sie bei der Neutralisation mit natriumcarbonat oder -hydroxyd (in der zweiten Stufe) Natriumchlorid bildet, das ohnehin ein üblicher Bestandteil der Nahrungsmittel ist. Die Säure wird in wäßriger Lösung und bei einer Konzentration verwendet, welche die Einstellung eines sauren Pjr-Wertes gewährleistet. Niedrige ρ„-Werte sind erwünscht, um die Behandlung zu beschleunigen, und in der Regel ist ein Pj,-7tert von etwa 1,5 besonders vorteilhaft. Die Bildung der Wasserstoff-Form der Sporen - oder das »Abstreifen" (stripping), wie es hier kurz genannt sein soll - geht verhältnismäßig langsam vor sich, und man muß der Desorption der Metallionen, die in der natärlichen Form der Sporen vorhanden sind, genügend Zeit lassen. Diese Bildungsgeschwindigkeit hängt weiter von der Temperatur in der Weise ab, daß man in dem Fall, wo beispielsweise ein weit getriebenes Abstreifen bei 50⁰C eine Sache von Stunden ist, mehrere Tage benötigt, um den gleichen Grad des Abstreifens bei 25°C zu erreichen. Dazu stellen auch die Konzentration und die Wertigkeit der Metallkationen, die in dem Material vorhanden sind, Faktoren dar, welche die Geschwindigkeit des Abstreifens beeinflussen. So benotigen beispielsweise mehrwertige Metallkationen, wie Calcium- und Magnesiumionen, zum Abstreifen eine längere Zeit und bzw. oder ein niedrigeres p„ als einwertige Kationen, wie Natrium- und Kaliumionen. Eine höhere Kon-

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zentration der Metallkationen macht gleichfalls einen größeren Zeitaufwand zum Abstreifen erforderlich. In jedem besonderen Fall müssen Versuche zur thermischen Abtötbarkeit von Zeit zu Zeit während der Abstreifoperation in Gegenwert der Säure durchgeführt werden, um zu ermitteln, ob eine wirksame Abnahme der Hitzebeständigkeit erreicht ist. Unter Berücksichtigung der oben erwähnten verschiedenen Faktoren wird das Abstreifen mittels Säure so lange fortgesetzt, bis der Grad des Abstreifens erreicht ist, bei dem die Hitzebeständigkeit merklich herabgesetzt ist, wobei diese Zeit je nach den Umständen eine Zeit bis zu 10 Tagen sein kann. Das Abstreifen mittels Säure kann bei Zimmertemperatur (25⁰C) oder darüber durchgeführt werden. Da die Geschwindigkeit des Abstreifens mit zunehmender Temperatur ansteigt, ist es von Vorteil, eine Temperatur anzuwenden, die gerade so hoch ist, daß keine Schädiguns des zu behandelnden Materials eintritt. Es ist wesentlich, darauf hinzuweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht von irgendeiner Fähigkeit der Säure an sich abhängt, abtötend auf die Formen der Mikroorganismen zu wirken. So weist die Säure selbst - wenn überhaupt - nur eine geringe Fähigkeit zum Abtöten von Sporen beim Inkontaktkommen mit denselben auf. Die Funktion der Säure besteht vielmehr darin, die Sporen in einen Zustand zu bringen, in dem ihre Hitzebeständigkeit herabgesetzt ist. Es ist jedoch einleuchtend, daß in dem Fall, in dem das saure Abstreifen bei hinreichend hohen Temperaturen durchgeführt wird, auch eine Zerstörung der

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Sporen in dieser Stufe erfolgen kann. Eine solche Vernichtung der Sporen stellt jedoch lediglich einen Zufall gegenüber der Hauptfunkt ion der Säurebehandlung dar, wie weiter oben erläutert wurde, und das erfindungsgemäße Verfahren ist durchführbar, auch wenn die Säurebehandlung bei sub-lethalen Temperaturen erfolgt.

II. Nachdem das Material mit der Säure zwecks Erzielung des gewünschten Abstreif-Effektes in Kontakt gebracht worden ist, wird es weiter mit dem Ziel behandelt, seinen ursprünglichen p„-Wert im wesentlichen wieder herzustellen. Die Neutralisation wird im allgemeinen durch Zusatz einer Base durchgeführt. Die bestimmte Base, die zur Anwendung kommen soll, ist nicht kritisch, doch wird vorzugsweise

es
die Base βίη_Λ einwertigen Metalles, wie .Natrium oder Kalium, verwendet. Natürlich wird man bei der Behandlung von Nahrungsmitteln selbstverständlich eine nicht-toxische Base, wie Netriumhydroxyd, Calciumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Natrium- oder Kaliumcarbonat oder -bicarbonat, Dinatriumphosphat und dergleichen auswählen. Die Menge der verwendeten Base entspricht derjenigen, die erforderlich ist, um das Material wieder auf seinen ursprünglichen p„-Wert einzustellen. Im Falle von festen Materialien, und zwar besonders bei solchen Materialien, die eine verhältnismäßig undurchlässige Oberfläche aufweisen, kann die Entfernung der Säure durch einfaches Herausnehmen des Materials aus der Säurelösung und anschließendes Waschen mit Wasser zwecks Entfernung der restlichen Säure erfolgen.

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III. In der folgenden Stufe wird das Material einer Hitzebehandlung unterworfen, um die Sporen, die jetzt in einem hitze-labilen Zustand vorliegen, zu vernichten (und um sämtliche vegetativen Formen von Mikroorganismen, die in dem Material vorhanden sind, zu zerstören). Pur gewöhnlich wird das Material vor der Hitzebehandlung in einen Behälter eingeschlossen, um eine Neuinfektion des sterilisierten Produktes mit irgendwelchen Formen von Mikroorganismen aus der Umgebung zu verhindern. So kann beispielsweise bei der Konservierung von Nahrungsmitteln gemäß dem vorliegenden Verfahren das Nahrungsmittel mit einer Säure behandelt und dann in der oben beschriebenen Weise neutralisiert werden, und es kann dann in einen Metall- oder Glasbehälter eingeschlossen und der Inhalt einer Hitzebehandlung unterworfen v/erden. Die Erhitzungstemperatur und -dauer, der das Material ausgesetzt wird, hängen von Faktoren ab, wie der Wirksamkeit des Wärmeüberganges, der Natur und der Vorgeschichte des Materials und den Typen und der Menge der Mikroorganismen, mit denen es infiziert ist. Besitzt das Nahrungsmittel normalerweise einen niedrigen p_H-Wert und herrschen gute sanitäre Zustände vor, so wird ein milderer Grad von Hitzebehandlung ausreichen. Desgleichen benötigen größere Behälter eine längere Zeit für das Eindringen der Hitze in das Behält erinnere als kleine Behälter. Will man optimale Ergebnisse erzielen, so ist es empfehlenswert, ein System anzuwenden, bei welchem das Material in kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur gebracht wird, um jede Möglichkeit, daß die Sporen während der Zeit, innerhalb der

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das Material aufgeheizt wird, Metallkationen aufnehmen, auf ein Mindestmaß zu beschränken. Aus diesem Grunde sind Arbeitsprogramme, bei denen ein Erhitzen auf hohe Temperaturen in kurzer Zeit erfolgt, vorteilhafter als jene, bei denen verhältnismäßig niedrige Temperaturen in längeren Zeitspannen angewendet werden. Auf jeden Fall ist der Grad der Hitzebehandlung wesentlich geringer als bei den bekannten Sterilisierverfahren. So sind dadurch, daß man die Sporen in der hier beschriebenen V/eise hitzeempfindlich macht, die Temperatur und die Erhitzungsdauer oder beide Paktoren wesentlich niedriger als bei dem bekannten Sterilisierverfahren. In jedem speziellen Fall kann man die unterste Grenze der Hitzebehandlung durch Vorversuche ermitteln, bei denen Behälter mit dem zu konservierenden Material wechselnden Temperatur- und Zeitbedingungen ausgesetzt werden, woran sich mikrobiologische Untersuchungen anschließen, um den untersten Grenzbereich der Erhitzungsstufe zu ermitteln, der noch die Erzeugung eines sterilen Produktes gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine Vielzahl von Nahrungsmitteln anwendbar, beispielsweise auf Früchte, Gemüse, Milch, Eier, Fleisch, Gewürze, Fisch, Getreideprodukte, KaBe; auf flüssige Nahrungsmittel, wie Säfte, Püree, Konzentrate, Soßen, Suppen, Extrakte; und auf Getränke aller Art. Neben den Nahrungsmitteln können auch andere Materialien behandelt werden, wie tierische Leime, Dextrine, Stärkepasten; kosmetische, medizinische und

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für die Zahnbehandlung bestimmte Präparate $ Vitaminpräparate; natürliche G-ummen, wie Tragant, Gummi arabicum etc.; Gfärbrühen, Maischen und Rückstände aus Gärprozessen; Molke, IVeine, Tierfutter, verschiedene organische Düngemittel, Proteine und Proteinhydrolysate, proteinhaltige Farben und andere organische Materialien, die leicht verderblich sind, Lösungen von Rindenextrakten, Melasse und dergleichen mehr.

Die vorliegende Erfindung kann auch beim Sterilisieren von medizinischen, technischen und wissenschaftlichen Materialien und Geräten, wie Bandagen, chirurgischen liähmaterialien und Nadeln, Reagenzgläser, Petrischalen und dergleichen, die einer Sterilisation bedürfen und die Hitze schlecht vertragen oder bei denen eine schnelle Sterilisation erwünscht ist, angewendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert, bei denen das behandelte Material absichtlich mit Mikroorganismen geimpft wurde, um die fortschrittliche V/irkung des Verfahrens zu demonstrieren.

Beispiel 1
!tische gefrorene Erbsen wurden aufgetaut, zu Püree verarbeitet, eine Stunde auf 100 C erhitzt und zentrifugiert. Der abgeschiedene Soft wurde filtriert und 20 Minuten im Autoklaven unter einem Wasserdampfdruck von 1,05 kg/cm (15 lbs. per sq.in.) behandelt, um einen sterilen, klaren Drtsensaft zu gewinnen. _{9 0 9 8} 4 0 / 0 4 6 8

Ein Teil des Erbsensaftes wurde durch Zusatz von Salzsäure (136 ml Saft auf 9 ml 1,02 η HCl) angesäuert. Ausserdem wurden Sporen von Bacillus stearothermophilus zugesetzt, um einen Spiegel von einer Million Sporen pro ml

(ca. 16 Stunden) einzustellen. Das Gemisch wurde dann über Nacht bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Am folgenden Tag wurde der säurebehandelte, geimpfte Erbsensaft mit so viel n-Hatriumhydroxyd behandelt, daß sein ursprünglicher p^-V/ert von 6,0 wieder eingestellt wurde.

Ein anderer Teil des Erbensaftes wurde mit derselben Menge Sporen geimpft, jedoch ohne Ansäuern, um einen Kontrollversuch zur Verfugung zu haben. Dieser Kontrollversuch wurde kühl gehalten, um ein Auskeimen der Sporen zu verhindern. Um vergleichbare Bedingungen zu schaffen, wurde dem Kontrollversuch eine äquivalente Menge Wasser und Salz (NaCl) zugesetzt.

2 ml-Portionen des behandelten Saftes und des Saftes des Kontrollversuches wurden in Röhrchen, die zur Bestimmung der Zeit zur Abtötung durch Hitzeeinwirkung dienen, eingeschlossen, und diese Versuche wurden dann verschiedene Zeiten in einem auf 120,6⁰C gehaltenen ölbad erhitzt. Zu dem Erhitzen wurden für jede angegebene Zeit jeweils 10 Röhrchen von jedem Saft verwendet. Nach dem Erhitzen wurden die Röhrchen schnell abgekühlt, und jeder Röhrcheninhalt wurde auf einen Agar aus Glucose und (durch Trypsin erzeugtem) Pepton ausgebreitet. Hach einer Bebrütung von 6 Tagen bei 55⁰C

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wurden die auf jeder Platte gewachsenen Kolonien gezählt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Probe

Erhitzungszeit in Min.

Ergebnisse

β äur e-b ehandeIt
und neutralisiert

säure-behandelt
und neutralisiert

Kontrollversuch

Kontrollversuch

Kontrollversuch

10

15 20

25 30

2 Platten hatten je 2 Kolonien

8 Platten hatten keine Kolonien

keine Kolonien auf jeder Platte

sämtliche 10 Platten hatten je 20 - 50 Kolonien

3 Platten hatten je eine Kolonie

7 Platten hatten keine Kolonien

keine Kolonien auf jeder Platte

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wurde mit folgenden Abänderungen wiederholt:

(1) AIa Impfsporen dienten jene der föulniserregenden, anaeroben Species Clostridium PA 3679, ein Mikroorganismus, der häufig als Testobjekt bei der Prüfung von Sterilisierverfahren für Nahrungsmittel verwendet wird. Das Abstreifen erfolgte bei 42⁽

Ό.

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(2) Das Erhitzen erfolgte bei 115,5⁰C.

(3) Die Prüfung auf überlebende Organismen erfolgte in folgender V/eise. Die Röhrchen für die Bestimmung der Zeit zur Abtötung durch Erhitzen wurden nach dem Herausnehmen aus dem Erhitzungsbad schnell abgekühlt und ein jedes wurde in ein Reagenzglas entleert, das einen Erbsen/ Schweinefleisch-Agar enthielt. Fach dem Pestwerden dieses Mediums wurde ein Zoll Thiog3jikolat-Agar aufgegossen und danach wurden 2 ml heisse Vaseline, die 1/5 Teil Paraffin enthielt, zugegeben. Alle diese Vorkehrungen wurden getroffen, um in dem Erbeen/SchweinefIeisch-Medium anaerobe Bedingungen zu schaffen. Die Reaganzgläser wurden 25 Tage lang bei 30⁰C bebrütet. Danach wurden die Reagenzgläser auf das Wachstum der Mikroorganismen untersucht, was an der Gasentwicklung erkennbar ist, wobei das Gas den Paraffinpfropfen aus dem Reagenzglas herausstößt. Die Ergebnisse aind in der untenstehenden Tabelle zusammengefasst:

Probe

säure-behandelt
und neutralisiert

säure-behandelt
und neutralisiert

Kontrollversuch

Zont roliversuch

Erhitzungszeit in Min.

15

20 25

30

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Ergebnisse

2 Reagenzröhrchen ausgeblasen 8 Reagenzgläser nicht ausgeblasen

keine ausgeblasenen Reagenzgläser

(1 Reagenzglas ausgeblasen^ Reagenzgläser weisen kleine Kolonien auf 7 Reagenzgläser nicht ausgeblasen

keine Reagenzgläser ausgeblasen

Beispiel 3

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit folgenden Abänderungen wiederholt:

(1) Die Beimpfung erfolgte mit Sporen von Bacillus subtilis 15 U.

(2) Das Erhitzen erfolgte bei 111,5⁰C.

(3) Die Untersuchung auf tiberlebende Organismen erfolgte durch Ausbreiten auf einen Nähragar, der Dextrose und lösliche Stärke enthielt, lisch dem 5 Tage langen Bebrüten bei 35⁰G wurden die Kolonien auf jeder Platte gezählt.

Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle zusammengestellt.

Probe

Erhitzungszeit in Hin.

Ergebnisse

s äur e-b ehand eIt

und neutralisiert 15

do. 20

do. 25

Kontrollversuch 40

do. 45

do. 50

8 Platten hatten je 1 Kolonien 2 Platten hatten keine Kolonien

[4 Platten hatte je 1 Kolonie 6 Platten hatten keine 'Kolonien

keine Kolonien auf jeder der Platten (10)

(A- Platten hatten je 2 Kolonien (6 Platten hatten keine Kolonien

(2 Platten hatten je 1 Kolonie (8 Platten hatten keine Kolonien

keine Kolonien auf jeder der Platten (10)

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Beispiel 4

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit folgenden Abänderungen wiederholt:

(1) Das behandelte Material bestand aus im Handel erhältlichem Erbeenpüree.

(2) Beimpft wurde mit Sporen von Bacillus subtilis 15 U.

(3) Das Erhitzen erfolgte bei 109,8⁰C eine begrenzte Zeit, um die AbtötungsgeschwiKdigkeiten messen zu können, und zwar ohne jeden Versuch, eine Sterilisierung zu erreichen.

(4) Die Bestimmung der überlebenden Organismen erfolgte durch Ausbreiten auf Nährage.^ der Dextrose und lösliche Stärke enthielt. Nach dem 4 Tage langen Bebrüten bei 35°C wurden die Kolonien auf jeder Platte gezählt.

Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle zusammengestellt:

Probe Überlebende Organismen, Kolonien/g Sporen

vor dem nach 10 Minuten nach 25 Minuten Erhitzen langem Erhitzen langem Erhitzen

säurebehandelt und neutrali siert	1012	2	200	000	100	000
Kontroll versuch	1012	10 000	000	000	35000	000

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Beispiel 5

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit folgender Abänderung wiederholt:

Das Erhitzen erfolgte bei 121,6⁰C innerhalb bestimmter begrenzter Zeitspannen, um die Abtotungsgeschwindigkeit messen zu können, und zwar ohne jeden Versuch, eine Sterilisation zu erreichen.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt :

Probe

Überlebende Organismen, Kolonien/g Sporen

2,5 Minu- 5 Minuten 10 Minuten

vor dem Erhitzen

ten erhitzt

3 Minuten erhitzt

erhitzt

säure-behandelt und

neutralisiert 1 χ 10 n.b.

4 x 10'

n.b.

Kontroll- _{7 R} 7

versuch 1 χ 10' 2,9 x 10 7,8 χ 10' 2 χ 10

n.b. ss nicht bestimmt

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Claims (5)

. 21- H92279 Pat ent ansprüche

1. Verfahren zum Sterilisieren eines mit Sporen von Mikroorganismen verseuchten Materials, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) den PjT-Wert des Materials herabsetzt und das Material auf dem solchermaßen reduzierten ρττ-Wert solange belässt, bis die Sporen in eine wesentlich hitzeempfindlichere Form umgewandelt sind,

(2) den ρ -Wert dann zumindest teilweise wieder auf

seinen ursprünglichen höheren Viert einstellt und

(3) das Material dann auf eine so hohe Temperatur bringt und hierbei eine solche Zeit lang erhitzt, die ausreichen, um die Sporen der Mikroorganismen abzutöten, wobei ein solches Erhitzen durchgeführt wird, bevor sich die Sporen wieder in ihre ursprüngliche, hitze-stabilere Form umgewandelt haben.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Material aus einem Nahrungsmittel besteht.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der prr-'>Vert anfänglich durch Zusatz einer Säure herabgesetzt und die Wiederherstellung des ursprünglichen PjT-Wertes dann durch Zugabe einer Base erfolgt,

die unter Bildung eines essbaren, nicht-toxischen Salzes reagiert.

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4· Verfahren gemäß Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Säure aus Salzsäure, die Base tus Natriumhydroxyd besteht und das entstehende SeIz Natriumchlorid ist.

5. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sterilisierte Material aus einem Nahrungsmittel besteht, die Herabsetzung des p„-^T7ertes durch Zugabe einer Säure zum Nahrungsmittel erfolgt, bevor dieses in Behälter gefüllt und verschlossen wird, das

φ säure-behandelte Nahrungsmittel dann zwecks Wiederherstellung des Ρττ-7'ertes mit einer Base behandelt, in Behälter gefüllt und verschlossen wird und das in den verschlossenen Behältern befindliche Nehrungsmittel dann bei einer so hohen Temperatur eine solche Zeit lang erhitzt wird, die ausreicht, um die Sporen der Mikroorganismen abzutüten, wobei das erwähnte Erhitzen während jener Zeitspanne erfolgt, die nach dem Zeitpunkt liegt, an dem die Sporen der Mikroorganismen durch Herabsetzung des ρ„-Wertes bereits in die hitzeempfindliche Form umgewandelt werden, jedoch vor dem Zeitpunkt, an dem die hitze-labilen Sporen der Mikroorganismen wieder in die hitze-stabile Form zu-

\ rückverwandeIt worden sind.

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