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Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von mineralstofffreien stärkehaltigen
Stoffen und von abgebauten stickstoffbaltigen Nährmitteln aus Körner- oder Knollenfrüchten.
Wenn man mit Hilfe von Alkalien die Extraktion der Proteine von Getreidearten bewirkt,
erhält man Produkte von so mittelmäßiger Güte, daß man sie für die menschliche
Z,
Ernährung nicht verwenden kann. Wenn man dagegen auf die mineralischen
oder organischen Säuren zurückgreift, erhält man nur geringe Ausbeuten infolge der
stattfindenden Koagulation. In beiden Fällen ist man gezwungen, die Körnerfrüchte
mit großen Mengen alkalisierten oder angesäuerten Wassers zu behandeln, woraus sich
wieder ein erheblicher Aufwand an Brennstoffen zur Eindickung der stickstoffhaltigen
Extrakte ergibt.
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Das wesentliche Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß die Robstärke der, behandelten Körnerfrüchte während des Verfahrens nicht angegriffen
wird, und daß die stickstoffhaltigen Extrakte, welche man erhält, bis zu den Aminosäuren
abgebaut sind und keine Alburnosen enthalten.
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Dieses Verfahren, welches gestattet, alle oben aufgezeigten Mißstände
zu beseitigen, beruht auf der Erkenntnis, daß, wenn durch eine leicht saure Gärung
unter sorgfältiger Vermeidung jeder Ammoniakgärung oder fauligen Gärung und indem
man bei verhältnismäßig hohen Temperaturen arbeitet, eine fast vollständige Dernineralisation
der Körnerfrüchte hervorgerufen wird, gleichzeitig der größere Teil der eingeschlossenen
stickstoffhaltigen Stoffe leicht aus diesen Körnerfrüchten abgeschieden werden kann.
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Um diese beiden Abscheidungen gleichzeitig zu erzielen, genügt die
Behandlung des Extraktionsgutes mit einem sehr geringen Volumen Flüssigkeit.
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Bei dem neuen Verfahren ist ein vorheriges Mählen des Gutes nicht
notwendig. Man kann die ganzen oder zerkleinerten Körner je nach ihrer ursprünglichen
Härte behandeln, und die behandelten Körnerfrüchte bewahren ihre ursprüngliche Form,
obgleich sie an Zerreibbarkeit wesentlich gewinnen. Die Stärke der behandelten Körner
oder Knollenfrüchte wird weder verzuckert noch gelöst, sondern ihre Eigenschaften
werden in folgender Weise geändert: # r. Diese verzucherbare Stärke wird bei der
Behandlung mittels Diastasen unter gewöhnlichen Bedingungen leichter löslich, sie
gibt sogar einen wesentlich größeren Prozentsatz von Dextrinen und nicht gärenden
Stoffen (Malto-Dextrinen) ab als die gleichen aber nicht behandelten Körnergüter;
2. die Verkleisterungstemperatur der behandelten Stärke sinkt um ungefähr
5 bis io' C;
3. die Verkleistertmg ist wesentlich erleichtert,
und
es ist nicht nötig, unter Druck- zu kochen, uni vollständige Verkleisterting zu
erzielen; 4. die Herstellung von Stärke unter Verwendung der behandelten Körnerfrüchte
wird erleichtert dadurch, daß die Körner oder Knollen bis zu dein Grade teilweise
aufgelockert sind, daß nian sie im trocknen Züistand zwischen den Fingern zerreiben
kann; 5. die ganz oder zerkleinert behandelten Körner können unmittelbar
zu verschiedenen Anwendungen benutzt iverden, beispielsweise zur Herstellung gewisser
Appreturen oder Klebstoffe, ohne daß es nötig wäre, nach den in der Stärkefabrikation
üblicben Methoden ,lie Stärke abzuscheiden.
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Die von dein Ausgangsstoff abgeschiedenen albtiminoiden Stoffe stellen
unmittelbar verdauliche Stickstoffprodukte dar. Sie enthalten viel Mineralsalze
und haben eine große Ähillichkeit mit den besten Fleischextrakteii, wodurch ihr
Wert wesentlich erhöht wird; die pflanzlichen Stickstoffprodukte Idinnen also \-(,rteilliafter#veise
zur menschlichen Ernährung benutzt werden, während die nach den früheren Verfahren
erzeugten Extrakte nur zur Fütterting von Tieren beinitzt werden können.
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Die aufgezeigten Eigenschaften der beiden t' el Hauptprodukte, nämlich
der von Stickstoff und Mineralien befreiten Körner und der Peptone werden nur erreicht,
wenn die Dernineralisation 8o bis go Prozent des Mineralgehalts der Körnerfrüchte
erreicht, und wenn man die Gesamtheit des löslichen Stickstoffes, also 5o bis
70 Prozent des gesamten Stickstoffes der Körner entfernt hat.
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Bei Verwendung von Reis erfolgt das Verfahren in folgender Weise:
Man nimmt io kg Reis und i o 1 Wasser VOn 55' C; bringt
sie in eine Heizkammer und hält sie unter starker Belüftung einen Tag z# lang auf
55' C. Am Ende dieser Zeitspanne gießt man die saure Flüssigkeit ab
und bringt die von diesem ersten Vorgang herrührende Körnertnasse zu iookg frischem
Reis mit ioo 1 heißen Wassers; es wird wieder 24 Stunden belüftet, worauf
man ioo kg des ge-Z, tränkten Reises verwendet, um sie nach dem A1gießen
i ooo kg frischen Reises zuzufügen usf.
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F-in wesentlich sicheres Arbeiten wird erzielt, wenn man die Reisbakterie
verwendet, welche in diesem Verfahren wirksam wird. Hierbei geht man folgendermaßen
vor: Man gibt in die Heizkaminer bei 5o' C
ungebleichten Reis, befeuchtet
ihn mit 2o bis 25 Prozent seines Gewichts sterilisierten Wassers und hält
ihn während eines Tages ut angefeuchtet auf der Temperatur von 5o0. Am Ende dieser
Zeit entnimmt man io bis 2o Prozent des Reisgewichts, welche als Erreger für ein
zweites Verfahren dienen, (las in der gleichen Weise durchgeführt wird.
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Nach mehrfacher Wiederholung dieses Verfahrens kann man feststellen,
daß eine gewisse sporenbildende, säuernde Mikrobe alle anderen überwiegt; diese
wird nach einer der be-
kannten Methoden isoliert und einige Zeit auf mehr
und -mehr stickstoffreichen Nährböden weitergezüchtet, um sie ihrem neuen Verwendungszweck
anzupassen, bis sie in 24 Stunden 50 bis 70 Prozent des Reisstickstoffes
in Forin von Aminosäuren löst und 4 bis 8g
Säure, als Milchsäure berechnet,
auf den Liter bildet. Man züchtet sie nuninehr weiter bei wachsenden Temperaturen,
indem man von #o#' C ausgeht und die Temperatur bis zu ()o' C und
höher steigert. Die so gezüchtete -1,lik-rob,c gibt bei der industriellen Durchführung
des Verfahrens gute Ergebnisse und z# 21 unterdrückt alle anderen Arten von Bakterieii.
Sie hat wesentliche Ähnlichkeit mit dem hazillus subtilis. Wie dieser bildet sie
Sporen, die längeres Erhitzen auf Siedeteinperatur in destilliertem Wasser aushalten,
sie bildet auf Nährlösungen :eine Haut, sie verzuckert die lösliche Stärke, sie
erzeugt Säure und Gas aus der Saccharose, während sie mit Glukose nur Säure aber
kein Gas erzeugt.
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Nachdem sie an Würzen von steigendem Stickstoffgehalt und bei steigenden
Temperaturen gewöhnt worden ist, hat sie die Eigenschaft angenommen, viel 0-xvsäuren
zu erzeugen, in welchen die Milchsäure vorwiegt.
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Beispielsweise ist im folgenden ein besonders günstiges Verfahren
zur Behandlung von körnigem Reis mit dieser Bakterienkultur gezeigt: . Der
mit i bis 2 Prozent entsprechend gezüchteten Bakterienkultur gemischte Reis wird
in ein Becken mit einer solchen Menge Wasser gebracht, daß die Körner gerade bedeckt
sind. Man trifft die Anordnung derart, daß nach Fertigstellung des Gemisches die
Temperatur der Masse mindestens 5o' C beträgt und bläst dann Luft in die
Masse ein, um die Entwicklung der im wesentlichen aeroben Bakterie zu beleben. Man
läßt die Bakterie 12 bis 36 Stunden auf den Reis einwirken, wobei man die
Temperatur des Gemisches nicht unter 50' C hält. Sobald man feststellen kann,
daß die Dichtigkeit der Flüssigkeit nicht mehr steigt, und daß kein Albumin mehr
gelöst wird, bricht man das Verfahren ab.
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Man gibt den stickstoffhaltigen Extrakt unter Aufrechterhaltung einer
Temperatur von 5 5'# C in ein Klärbechen, worauf man die Anreicherung
des Extraktes abwartet. Man wäscht die Körner mittels eines Drehkreuzes gründlich
aus und erzielt so aus ioo kg Reis 3o bis 35 1 eines Extraktes von
8 bis iol Balling bei der ersten Extraktion und nach
dem
Auswaschen ein Gesamtvolumen von 75 bis 8o 1 Extrakt von durchschnittlich
5 bis 6' Balling sowie e-iner Säure von 4 bis 5 9, als Milchsäure
berechnet, auf den Liter. Es werden also aus ioo kg Reis etwa 5 bis
6 kg Extrakt, welcher mehr als die Hälfte des gesamten Stickstoffgehalts
enthält, gewonnen.
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Da die Erfahrung gezeigt bat, daß *jeder Rohstoff an seiner Oberfläche
eine Rasse sporenbildender Bakterien trägt, die nach entsprechender Aufzucht besser
zur Behandlung dieses Grundstoffes geeignet ist als die von anderen Rohstoffen,
gezüchteten Bakterien, ist es vorzuziehen, bei einem Wechsel des Robstoffes auch
die verwendete Bakterie zu wechseln und das Vorwiegen der wirksamsten Bakterienart
nich einem der oben zeigten Verfahren zu ge e sichern. Bei jedem Rohstoff ändert
sich die hinzuzufügende Wassermenge je nach seiner Absorptionsfähigkeit,
denn es ist nötig, daß die Bakterie eine genügende Feuchtigkeitsmenge vorfindet,
um sich leicht entwickeln zu können. Bei der Sojabohlie beispielsweise muß man ungefähr
doppelt so viel Wasser wie Bohnen verwenden; bei Kartoffeln da 'gegen, welche man
auf Reiben zerkleinert, muß man vor der Behandlung allen Saft entfernen, der sich
durch Abtropfen oder Abpressen aus dem Reibsel abscheiden läßt. Auf diese Weise
sichert man in den aufeinandetfolgenden Kulturen das unbedingteVorherrschen derAeroben
und die vollständige Ausscheidung der Fäulnisbakterien.
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Wenn das zu behandelnde Gut einen verhältnismäßig hohen Zuckergehalt
aufweist, ist es vorteilhaft, nach deiner halbstündigen oder ganzstündigen Behandlung
das erste Wasser abzugießen, um den überschüssigen Zucker zu entfernen, welcher
die Lösung der stickstoffhaltigen Produkte behindert. Man kann aber auch den in
dem Gut bereits vorhandenen Zucker vor der Behandlung entfernen, indem man ihn durch
Hefen oder Mykodermen vergärt.
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Die stickstoffhaltige Flüssigkeit, welche am Ende des Verfahrens abläuft,
enthält im allgemeinen etwas gerinnbares Albumin, das sich durch Aufkochen und Filtrieren
entfernen läßt.
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Der abgelaufene Extrakt wird in einem mehrstufigen Verdampfer eingedickt,
nachdem er nötigenfalls neutralisiert ist. Bei einer Dichte von 2o bis
25' B# scheiden sich nach dem Abkühlen feine Nadeln von Magnesiumlaktat ab.
Wenn diese Kristalle entfernt sind, kann man die Abdampfung fortsetzen, bis die
Masse durch Abkühlung fest wird.
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Die nach dem Abscheiden des stickstoffhaltigen Extraktes zurückbleibenden
Körner werden bei 40 bis 50' in einem in der Stärkefabrikation üblichen Trockner
getrocknet. Sie können, wie bereits oben gesagt, in einer Reihe von Fällen die Reisstärke
ersetzen.