DE2935883A1 - Verfahren zur herstellung eines nahrungsmittels - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines nahrungsmittels

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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels durch Dampfkochen von Blättern und/oder Halmen von Wasserhafer, Beimpfen des anfallenden gekochten Materials mit Bacillus subtilis ON-1 und Fermentieren. Bekannt war Wasserhafer als Nahrungsmittel; aber nach dem bekannten Verfahren, wonach der Wasserhafer nur getrocknet wird, ist das Produkt von mäßiger Qualität und der tatsächlich verwertete Anteil mengenmäßig gering. Durch Beimpfen des Wasserhafers mit einer Mutante,Bacillus subtilis ON-1, und somit durch Fermentieren wird es möglich, nahezu den gesamten Wasserhafer tatsächlich zu verwerten und auch ein Nahrungsmittel überlegener Qualität zu erlangen.
Ersichtlich betrifft demnach die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Wasserhafer durch Verwendung einer neu isolierten Mutante, Bacillus subtilis ON-1. Bekanntlich hat der Wasserhafer, der eine autogene Pflanze ist, die Wirkung einer Medizin; bislang aber wurden nur seine Wurzeln und Blätter verwertet, und nach dem Stand der Technik können die Stiele oder Halme nicht verwertet werden, und daher wurden sie verworfen. Die Abtrennung der Halme von den Blättern jedoch und ihre Beseitigung waren sehr mühsam, auch ist die Menge der zu verwerfenden Halme ebenso groB wie die der Blätter, so daß es ein traditionelles Problem für das betroffene technische Gebiet war, die Halme von Was-
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serhafer wirksam zu behandeln.
Im Rahmen der Erfindung wurde die Eßbarkeit und wirksame Ausnutzung der Halme von Wasserhafer untersucht/ und als Ergebnis wurde bestätigt, daß er eine Nährstoffkomponente in solchem Ausmaß enthält, das nicht geringer ist als in den Blättern, und zur Herstellung eines Nahrungsmittelgetränks und eines Nahrungsmittels aus den Halmen wurden die bekannten Behandlungsmethoden, wie Erhitzen, Knicken oder Brechen und Verwinden, Enzymbehandlung, Fermentation usw. versucht, keines der vorstehenden Verfahren war jedoch erfolgreich.
Daher wandten die Erfinder ihr Augenmerk auf die Fermentationsbehandlung, und zur Erreichung des gewünschten Ziels erwies es sich sehr als Fehlschlag, die vorhandenen Mikroorganismen zu verwenden, so daß mit der völligen Umkehr des Konzepts und dem Gesichtspunkt, daß es notwendig ist, einen bestimmten Mikroorganismus neu zu isolieren, der das gewünschte Ziel erreichbar macht, die Erfinder die Untersuchung mühsam fortgesetzt haben, und als Ergebnis wurden neue Bakterien aus dem Boden in einem Reisfeld in der Präfektur Miyagi in Japan isoliert, und es wurde gefunden, daß dieser Mikroorganismus die Halme von Wasserhafer leicht zu fermentieren vermag und sie verzehrbar macht, was die Herstellung eines Getränks und eines Nahrungsmittelerzeugnisses erlaubt, das erfrischend, süß schmeckend und nahrhaft ist, so daß der Mikroorganismus eine gewerblich äußerst brauchbare Verwertbarkeit hat, womit die Erfindung vollendet war.
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Die neu isolierten Bakterien besitzen ein starkes Fermentationsvermögen, das nicht nur die Halme von Wasserhafer, sondern natürlich auch die Blätter zu fermentieren und eßbar zu machen erlaubt.
Daher ist es erfindungsgemäß bei diesen Bakterien, weil sowohl die Blätter als auch die Halme von Wasserhafer verwertet werden können, unnötig, Blätter und Halme voneinander zu trennen, so daß die Behandlung vereinfacht werden kann, was die Kosten stark zu senken erlaubt, und da auch die Halme als Rohmaterial verwendet werden können, die bisher verworfen wurden, besteht auch hohe Effektivität hinsichtlich der Einfachheit der Erlangung des Ausgangsmaterials, der Massenerzeugung des Produkts und der Industrialisierung.
Der neu isolierte Mikroorganismus hat folgende bakteriologische Eigenschaften, und aus den nachfolgend beschriebenen Gründen und obgleich er zu Bacillus subtilis gehört, wird er als Mutante identifiziert und somit als Bacillus subtilis ON-1 bezeichnet, der im Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology, Japan, unter der FERM-P-Nummer 4608 hinterlegt wurde.
Die bakteriologischen Eigenschaften sind wie folgt: A) Morphologische Eigenschaften:
1) Gram-positiv
2) Gestalt: Stäbchenförmige Mikrobe mit 0,7 - 0,8 um Brei-
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te und 2 - 3 um Länge.
3) Endosporen: Eiförmige Endosporen von 0,6 χ 1,5 bis 1,8 um bilden sich in der Mitte des Fungus.
4) Motilität: Liegt vor (mit Peritrichen).
B) Wachstumsbedingungen in verschiedenen Medien: (Kultur bei 37°, 24 h)
1) übliches Agar-Medium: Sehr gutes Wachstum,
zeigt klares Wachstum. Gelegentlich freilaufende Eigenschaft zu erkennen.
2) Hefeextrakt-Medium: Es bildet sich eine dick ansteigende
Kolonie.
3) Malzextrakt-Medium: Es bildet sich eine dick ansteigen·
de Kolonie.
4) Saures Agar-Medium: Es bildet sich eine bllinienförmige (Proteose) dicke Kolonie.
5) Sojabohnenagar-Medium:Es bildet sich eine dicke Kolonie.
6) Saburoagar-Medium: Sehr schlechtes Wachstum.
7) Flüssiges Glucose- Es zeigt sich Filmwachstum. Medium:
8) FlUssiges Tafelsalz- 10 %: kein Wachstum Medium: 5 %: Wachstum.
9) Neutralrot-Agar- Wachstum. Medium:
10) Flüssiges Kartoffel- Wachstum. stärke-Medium:
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C) Physiologische Eigenschaften:
1) Optimale Wachstumtemperatur: 28 - 370C
2) Wachstum in üblichem Agarmedium bei 65°C: Kein Wachstum durch Züchten bei 650C für 24 h.
3) Minimaler Wachstums-pH: 1,0
4) pH nach 7-tägigem Züchten in flüssigem Medium: 7,2 - 7,8
5) Wachstum durch Hochdruckbehandlung nach Züchten in Bouillon-Medium bei 37°C für 24 h:
Kein Wachstum unmittelbar nach Hochdruckbeaufschlagung, durch 24-stündiges Züchten bei 370C Wachstum wie zuvor.
6) Sporen nach Hochdruck-Sterilisierungsbehandlung: Selbst nach 30-minütiger Hochdruck-Sterilisierung bei 121eC der flüssig-kultivierten Mikrobe sind Sporen noch am Leben.
7) Verwertung von Zucker:
1) Glucose: Zersetzung
2) Xylose: keine Zersetzung
3) Arabinose: keine Zersetzung (gelegentlich traten Fälle auf, bei denen Zersetzung eintrat)
4) Mannit: keine Zersetzung (bei längerem Kultivieren tritt gelegentlich Zersetzung auf)
5) Lactose: keine Zersetzung
8) Gelatine-Verflüssigung: erfolgt.
9) Stärke-Hydrolyse: erfolgt.
10) Methylcarbinolacetyl-VP-Reaktion: positiv
11) Erzeugung von Schwefelwasserstoff (Titorato): tritt auf.
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12) Indol-Bildung: keine Bildung.
13) Lackmus-Milch: Verfestigung und Reduktion von Lackmus treten ein.
14) Lecithinase: negativ
15) Reduktion von Nitrat: erfolgt.
16) Zersetzung von Harnstoff: keine Zersetzung.
17) Gaserzeugung: keine.
Aus den vorstehenden Eigenschaften unter Berücksichtigung von Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (8. Auflage), aus den Wachstumsbedingungen auf flüssigem Bouillon-Medium, den stäbchenförmigen Bakterien, die eiförmige Endosporen in der Mitte bilden, und der aeroben Eigenschaft zu schließen, ergibt sich, daß der Stamm zur Gattung Bacillus gehört, und ähnliche Fungi sind Bacillus pumilus und B. Licheniformis. Der erfindungsgemäß verwendete Stamm unterscheidet sich jedoch von einem der ähnlichen Fungi in der Breite des Fungus, der Hydrolyse von Stärke und der Nitrat-Reduktion und gegenüber dem ähnlichen Stamm Bacillus licheniformis durch die Länge der Mikrobe und die Wachstumstemperatur, und nach allem ist es höchst angemessen, den erfindungsgemäß verwendeten Stamm Bacillus subtilis zuzuordnen.
Dieser Stamm unterscheidet sich jedoch von Bacillus subtilis in folgenden Punkten: Xylose und Arabinose werden gelegentlich zersetzt, im allgemeinen aber nicht, ebenso kann Mannit bei längerem Züchten zersetzt werden, im allgemeinen aber nicht, und das Wachstum auf Saburo-Kultur ist
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sehr schlecht, und was noch wesentlicher ist, der erfindungsgemäß verwendete Stamm hat äußerst nützliche und überlegene physiologische Eigenschaften, da er die Struktur von Halmen und Blättern von Wasserhafer aufbricht und dadurch zum Herauslösen der wirksamen Bestandteile darin beiträgt und insbesondere die Halme von Wasserhafer verzehrbar macht, wohingegen Bacillus subtilis solche Eigenschaften überhaupt nicht zeigt. Demzufolge ist es nicht sinnvoll anzunehmen, daß der erfindungsgemäß verwendete Stamm zu Bacillus subtilis selbst gehört, sondern eine Variante von Bacillus subtilis ist, und daher wurde er als Bacillus subtilis ON-1 bezeichnet, eine neue Variante von Bacillus subtilis.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines eßbaren und trinkbaren Erzeugnisses, das reich an Nährstoffen ist, bei dem Halme und Blätter von Wasserhafer durch Verwendung dieser neuen Variante oder Mutante eßbar gemacht werden, und die Einzelheiten dafür sind wie folgt:
Zuerst wird der gereifte Wasserhafer getrocknet. Diese Trocknungsbehandlung erfolgt, um die nachfolgenden Behandlungen des Dampfkochens und der Fermentationsbehandlung wirksam zu gestalten, und sie erfolgt deshalb so, daß je nach der Effizienz einer Dampfkochvorrichtung das Ausgangsmaterial auf einen ungefähren Zustand zwischen halbgetrocknetem Zustand und getrocknetem Zustand getrocknet wird, im
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allgemeinen wird es aber vorzugsweise so trocken wie möglich gemacht. Daher kann das Trocknen In einem Trockenofen oder auf natürliche Welse durch Sonnenlicht erfolgen.
Dann wird der getrocknete Wasserhafer in Stücke geschnitten, und dabei kann er erfindungsgemäß mit den Blättern ohne Abtrennen der Halme geschnitten werden, so daß die Erfindung nicht den mühsamen Schritt des Halmabtrennens erfordert, was zu erheblicher Vereinfachung und Kostensenkung führt. Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung ist nämlich die Verwertung der Halme sowie der Blätter. Die Halme von Wasserhafer werden in Stücke geeigneter Größe, gewöhnlich vorzugsweise von 1 mm bis 10 cm, geschnitten. Die erhaltenen geschnittenen Halmteile können mit Schmutz behaftet sein, daher werden sie mit Wasser gewaschen, um Schmutz zu entfernen, diese Reinigungsbehandlung muß jedoch unter ausreichender Vorsicht geschehen, die Blatt- und Halmbestandteile, insbesondere die Blattbestandteile, nicht zu brechen. Die Reinigungsbehandlung kann vor dem Schneiden erfolgen.
Die erhaltenen Stücke oder Teile werden unter Anwendung von Dampf von 100 bis 1500C für 30 min bis 5 h dampf gekocht, um den Wasserhafer einer Hochtemperatur-Sterilisierung zu unterwerfen, womit verhindert wird, daß sie durch verunreinigende Mikroben infiziert werden, und womit gleichzeitig erreicht wird, daß die Blatt- und Halmteile expandiert und aufgerauht werden, so daß die nachfolgende Fermentationsbehandlung leicht gemacht wird. Nach dem Dampfkochen wird
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das erhaltene Material natürlich oder zwangsweise auf 10 bis 50, vorzugsweise 30 bis 40eC gekühlt.
Nun wird dem Material Bacillus subtilis ON-1 zugeimpft. Als Inoculum können eine Reinkultur von Bacillus subtilis ON-1, ein Gemisch der gezüchteten Mikrobe, erhalten durch Züchten der kultivierten Substanz, und des Mediums, mit der Mikrobe oder ihren Sporen versetzter Wasserhafer selbst usw. in angemessener Weise eingesetzt werden. Auch die Sporen der erfindungsgemäßen Mikrobe können als Impfmaterial verwendet werden, in diesem Falle jedoch erfordert es längere Zeit bis zum Abschluß der Fermentation, da aber diese Sporen eine sehr hohe Wärmebeständigkeit zeigen, ergibt sich der Vorteil, daß, wenn die Sporen unmittelbar nach dem Dampfkochen eingeimpft werden und so die Fermentation in einem aseptischen Fermentationsraum in Gang gesetzt wird, das Produkt ohne jegliche Verunreinigung durch infizierende Mikroben erhalten werden kann.
Wie oben beschrieben, wird nach dem Beimpfen mit der erfindungsgemäB verwendeten Mikrobe das Material in einem Fermentationsraum fermentiert. Als Fermentationsraum können die verschiedensten Typen verwendet werden, angefangen von einem modernen, bei dem Temperatur und Feuchtigkeit eingestellt und eine Kontaminierung durch infizierende Mikroben vollständig verhindert wird, bis zu einem Raum herkömmlicher Art (Muro). Beim Fermentieren wird die Temperatur im Bereich von 15 bis
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550C gehalten, vorzugsweise aber bei 28 bis 370C, der optimalen Wachstumstemperatur für die erfindungsgemäß verwendeten Fungi. Die notwendige Fermentationszeit variiert in Abhängigkeit von der Qualität des Wasserhafers, dem Trocknungszustand/ den Dampfkochbedingungen, den Beimpfungsbedingungen, den Fermentationsbedindungen usw., im allgemeinen jedoch können 5 bis 15 Tage ausreichen. Durch diese Fermentationsbehandlung werden Cellulose usw. zersetzt und verzehrbar, und die Zellen werden teilweise aufgebrochen, wodurch die Nährstoffe herausgelöst werden können und vom menschlichen Körper leicht absorbiert werden, was zu wirksamer Ernährung führt.
Nach beendeter Fermentation wird das Material durch Sonnenlicht oder einen Trockner vollständig getrocknet und mit Hilfe einer mit Luft trennenden Mühle zu feinem Pulver vermählen oder mit Hilfe einer scherend wirkenden Vorrichtung zu einem teilchenförmigen Produkt zerkleinert.
Dieses Produkt ist nahezu geschmack- und geruchlos, und es kann zum Trinken verwendet werden, indem es in Wasser oder heißem Wasser gelöst wird,oder so wie es ist oder in Form eines als durchlässiger Beutel ausgebildeten Teebeutels ausgekocht werden. Natürlich kann es als Gemisch zum Zusatz zu einem üblichen Tee, Milch, Sodapop usw. verwendet werden. Weiter besitzt das Produkt gute Mischbarkeit mit anderen Nahrungsmitteln, außer der Verwendung zum Trinken, es kann auch breite Verwendung als Zusatz zu verschiedenen Nahrungs-
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und Genußmitteln finden, wie Kaugummi, Brot, Kuchen, Nudeln, Eiskuchen, Milchprodukte, pastenartige Produkte, Sojabohnenprodukte, verschiedenen Arten fermentierter Nahrungsmittel usw.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Beispiel 1
Nach dem Trocknen gereiften Wasserhafers an der Sonne wird er in Stücke von 1 cm Länge, wie er ist, geschnitten, ohne Abtrennung der Blätter von den Halmen, und die geschnittenen Stücke werden mit Wasser gewaschen. Diese Stücke werden mit Dampf von 100 bis 1200C 4 h in einem Dampfkochtopf dampfgekocht und dann auf 35°C gekühlt.
Das erhaltene Material wird mit Bacillus subtilis ON-1 (FERM-P-Nr. 4608) beimpft, der zuvor in einem flüssigen Bouillon-Medium gezüchtet worden ist, und in einem Fermentationsraum wird 10 Tage bei 35°C fermentiert. Das anfallende fermentierte Material wird in einem Trockner getrocknet und danach gebrochen, um ein feinpulvriges Produkt zu erhalten.
Beispiel 2
300 g des durch das Beispiel 1 erhaltenen Wasserhafer-
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pulvers wurden in 2 1 Orangensaft mit 100g darin gelöstem Zucker gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit 1 g Natriumpolyphosphat, 0,4 g Natriummetaphosphat, 0,4 g Natriumpyrophosphat und 0,2 g Natriumphosphat versetzt, und nach dem Mischen und Lösen der obigen Bestandteile wurde die erhaltene Lösung zu einem Wasserhafer enthaltenden gepulverten Saft sprühgetrocknet.
Der pulverförmige Saft wurde in kaltem Wasser gelöst, und der erhaltene Saft wurde von 30 Testtrinkern getestet, und als Ergebnis wurde festgestellt, daß er keinen unangenehm störenden Geruch, unangenehmen Geschmack und für die Zunge Gefühl nach Fremdmaterial hatte, was für das Getränk ungeeignet wäre.
Beispiel 3
500 g Magermilch wurden in 500 g Wasser gegeben und unter Rühren erwärmt, und nach Erreichen von 50eC wurde eine Lösung zugesetzt, hergestellt durch Lösen von 400 g Zucker, 200 g Glucose und 10 g Carboxymethylcellulose in 200 g Wasser, und die erhaltene Mischung wurde auf 600C erwärmt und dann auf 200C gekühlt und mit einer Lösung versetzt, die durch Lösen von 40 g Wasserhaferpulver, erhalten nach Beispiel 1, in 150 g Wasser mit einer kleinen Menge eines Aromastoffs (Vanille) hergestellt worden war, und nach dem Homogenisieren mit einem Homogenisator wurde durch ein Sieb einer llch-
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ten Maschenweite von 0,125 mm (120 mesh) gesiebt und darauf 15 s bei 1200C mit Hilfe eines Plattensterilisators sterilisiert und dann zu einer Wasserhaferpulver enthaltenden Eiscreme gefroren.
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Claims (3)

Dr.D.Thomsen & W. Weinkauff PATENTANWÄLTE VFhTRETEH BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO MANDATAIRES AGREES PRES LOEB cable: expertiaTelefon (089) 530211 530212 Telex 524 303 xpert <JMünchen:Frankfurt/M.:Dr. rar. nat. D. ThomsenDipl.-lng. W. Weinkauff (Fuchshohl 71)Dresdner Bank AQ, München,Konto 5574 237 8000 München 2 Kaiser-Ludwig-Platze 5. September 1979 Bunei ONODERA Tokyo, Japan Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Wasserhafer als Rohmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß Blätter und/oder Stiele bzw. Halme von Wasserhafer dampfgekocht und danach mit Bacillus subtilis ON-1 beimpft und dadurch fermentiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dampfgekochte Material mit Bacillus subtilis ON-1 beimpft und dadurch bei 15 bis 55eC 5 bis 15 Tage fermentiert, darauf getrocknet und zu feinem Pulver zerkleinert wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Blätter und/oder Halme von Wasserhafer zu kleinen Stükken geschnitten, mit Dampf bei 100 bis 150eC dampfgekocht werden, das dampfgekochte Material auf 10 bis 150C gekühlt und dann mit Bacillus subtilis ON-1 beimpft wird.
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