DE274681C

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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 274681 KLASSE 6 b. GRUPPE 16,

mit Mannitbakterien.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Februar 1913 ab.

Bekanntlich entsteht Mannit bei der Vergärung von Lävulose durch bestimmte Bakterien, z. B. dem von Gayon in algerischen Weinen gefundenen Mannitbazillus.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mannit aus natürlichen Pflanzensäften, welche Polyglykoside enthalten, die bei der Hydrolyse Lävulose liefern.

ίο Es wurde festgestellt, daß der während der Mannitgärung in Mannit umgewandelte Anteil an Lävulose sich vergrößert, wenn der Gehalt an Lävulose steigt. Umgekehrt steigt die verhältnismäßige Menge an Nebenprodukten der Gärung (Essigsäure, Milchsäure usw.), wenn der Gehalt an Lävulose sich vermindert.

Es ist also angezeigt, wenn man die Mannitausbeute vergrößern will, mit möglichst konzentrierten natürlichen Säften zu arbeiten.

Indessen wird durch die Einengung, die man mit den natürlichen Säften vornimmt, um die gewünschte Anreicherung an Lävulose zu erhalten, gleichzeitig der Gehalt an anderen Stoffen erhöht, insbesondere an Alkalisalzen von anorganischen oder organischen Säuren, deren Gegenwart die Tätigkeit der Mannitbakterien stört. Es ist also nicht möglich, ohne besondere Maßnahmen die konzentrierten natürlichen Pflanzensäfte mit gewöhnlichen Mannitbakterien zu impfen, denn letztere würden absterben.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die natürlichen Säfte durch Eindampfen bis auf einen Gehalt von wenigstens 15 Prozent Lavulose gebracht werden, und daß sie mit Hilfe von Mannitbakterien vergoren werden, die vorher in bekannter Weise an das Leben in Säften von höherer Konzentration, als sie der behandelte Saft besitzt, gewöhnt worden sind.

Die natürlichen Pflanzensäfte, die man zur Ausführung des neuen Verfahrens verwendet, sind besonders Zuckersäfte, die entweder Lävulose von Natur oder durch Inversion eines Polyglykosids enthalten.

Im folgenden soll das Verfahren für den schwierigsten Fall beschrieben werden, nämlich für die Herstellung des Mannits aus Rübensaft.

i. Vergärung des natürlichen Pflanzensaftes.

Um auf wirtschaftliche Weise Mannit zu erhalten, muß man von möglichst zuckerreichen Rüben ausgehen. Andererseits muß der Saft mindestens 150 g Lävulose im Liter enthalten, damit die Mannitgärung die höchstmögliche Ausbeute an Mannit ergibt.

Man stellt zunächst nach einem der bekannten und gebräuchlichen Verfahren den Rübensaft her, setzt eine Mineralsäure zu,

vorzugsweise Schwefelsäure, und erhitzt dann zum Sieden, um den Zucker zu invertieren.

Sobald die Inversion vollständig ist, neutralisiert man durch Zusatz eines Karbonats, vorzugsweise von Calciumkarbonat, im Überschuß.

Hierauf fügt man zur Erhöhung des Nährstoffgehaltes des Saftes eine gewisse Menge Bierhefe (ungefähr η kg auf das Hektoliter

ίο Saft) hinzu. Diese Hefe wird vorher in einer kleinen Menge kochenden Wassers suspendiert und ¹Z₂ Stunde lang im Sieden erhalten, um sie vollständig zu töten.

Nach dem Zusatz der Hefe wird der Saft so weit eingeengt, daß man den gewünschten Gehalt an Lävulose erhält. Dieses Einengen findet im luftleeren Raum statt; fast die Hälfte des in dem Saft enthaltenen Wassers wird dadurch entfernt.

Schließlich wird der eingeengte Saft bei 120° keimfrei gemacht, und dann wird er mit Hilfe einer reinen, besonders hergestellten Kultur von Mannitbakterien geimpft.

Die Herstellung dieser Kultur geschieht in folgender Weise:

Bekanntlich gedeihen die Mannitbakterien in künstlichen Säften, die die notwendigen Nährstoffe (Kohlehydrate, Stickstoffverbindungen, Salze) in bestimmten Mengen enthalten.

Was die natürlichen Pfianzensäfte betrifft, so führt die Einengung, die man mit ihnen vornehmen muß, um den gewünschten Gehalt an Lävulose zu erhalten, wie schon erwähnt, zn einer Vermehrung des Gehalts an anderen Stoffen, besonders an Alkalisalzen anorganischer oder organischer Säuren, deren Gegenwart das Gedeihen der Mannitbakterien stört. Es ist also nötig, zunächst die Bakterien an den konzentrierten Saft zu gewöhnen. Um die besten Erfolge zu erzielen, empfiehlt es sich sogar, den natürlichen Saft mit Bakterien zu impfen, die in einem konzentrierteren Saft zu leben gewöhnt sind.

Die Gewöhnung der Bakterien geschieht auf folgende Weise:

Mannitbakterien einer Kultur in konzentrierten künstlichen Säften werden zum Impfen eines, wie oben beschrieben, hergestellten, aber sehr wenig konzentrierten Rübensaftes benutzt.

Diese Kultur dient dann zum Impfen eines zweiten Rübensaftes, der konzentrierter ist als der erste usf., bis die Bakterien zum Impfen eines Saftes gedient haben, dessen Konzentration höher ist als die des zu behandelnden Hauptsaftes. Die so gewöhnten Bakterien können dann mit sicherem Erfolg zum Impfen des Hauptsaftes benutzt werden.

Der invertierte Zucker besteht aus Glukose

und Lävulose. Die Mannitbakterien geben mit diesen beiden Stoffen folgende Reihe von Verbindungen :

a) mit Lävulose: b) mit Glukose:

Mannit, Gewöhnlichen Alkohol, ·"

Essigsäure, Milchsäure,

Milchsäure, Essigsäure,

Glycerin, Glycerin,

Bernsteinsäure, Kohlensäure.
Kohlensäure.

Die Vergärung des Hauptsaftes wird vorgenommen in keimfreien, geschlossenen und gegen Luftzutritt geschützten Bottichen. Zum Schütze gegen Verunreinigungen müssen alle Vorsichtsmaßregeln beim Bau der Apparate getroffen werden.

Die Kohlensäure wird aus den Gärbottichen durch Absaugen entfernt und durch Waschvorrichtungen geführt, um den verflüchtigten Alkohol zu gewinnen.

Sobald die Gärung beendigt ist, erfolgt die Abscheidung des Mannits.

2. Scheidung des Mannits.

Zunächst wird der vergorene Saft destilliert, um den durch die Gärung entstandenen Alkohol zu gewinnen.

Es bleibt ein Rückstand, der, zur Trockne verdampft, eine Masse folgender Zusammen-Setzungen ergibt: Mannit, Calciumkarbonat, Calciumsulfat, Alkalimalate, Calciumlactat, Calciumazetat, Glycerin, stickstoffhaltige Substanzen, teils löslich, teils unlöslich in Alkohol, verschiedene Salze aus den Säften.

Mannit ist in kaltem Alkohol wenig löslich; von dieser Eigenschaft macht man Gebrauch, indem man wie folgt verfährt:

Man sättigt Alkohol kalt mit Mannit und wäscht die trockne Masse mit diesem Aikohol, der das Glycerin, die alkohollöslichen Stickstoffverbindungen und die Alkalimalate auflöst.

Der Auswaschrückstand wird nach dem Abtreiben des Alkohols durch Erhitzen mit Wasser aufgenommen und mit Eisenvitriol versetzt. Das Calciumlactat und-azetat werden in Ferrolactat und -azetat verwandelt, die in kaltem Alkohol unlöslich sind. Der Kalk geht in Gips über. no

Die Masse wird von neuem zur Trockne verdampft und dann mit heißem Alkohol gewaschen, der allein den Mannit auflöst.

Beim Abkühlen fällt der Mannit aus.

Das neue Verfahren eignet sich zur Behändlung aller natürlichen Pflanzensäfte, die Lävulose enthalten, wenn in den Einzelheiten Abänderungen getroffen werden, die von der Natur der Säfte abhängen und für den Fachmann sich von selbst ergeben.

Claims

Patent-Anspruch e:

ι. Verfahren zur Herstellung von Mannit durch Vergärung Lävulose enthaltender, gegebenenfalls invertierter Pfianzensäfte mit Mannitbakterien, dadurch gekennzeichnet, daß die invertierten und neutralisierten Säfte auf einen Gehalt von mindestens etwa 15 Prozent Lävulose eingedampft und unter Verwendung von in bekannter Weise an diese Bedingung gewöhnten Bakterien vergoren werden.
2. Verfahren zur Gewinnung von Mannit aus mit Mannitbakterien vergorenen Rübensäften, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol abdestilliert, die verbleibende Schlempe getrocknet und kalt mit an Mannit gesättigtem Alkohol gewaschen, der Waschalkohol verdampft und der Rückstand unter Zusatz von Eisenvitriol wieder mit Wasser aufgenommen wird, worauf von neuem zur Trockne verdampft und die Masse mit warmem Alkohol gewaschen wird, der den Mannit allein löst und ihn beim Abkühlen ausfallen läßt.