DE551168C

DE551168C - Verfahren zur Herstellung organischer Saeuren durch Gaerung

Info

Publication number: DE551168C
Application number: DES92038D
Authority: DE
Inventors: Firmin Boinot; Eloi Richard
Original assignee: Usines de Melle SA
Current assignee: Usines de Melle SA
Priority date: 1928-07-27
Filing date: 1929-06-05
Publication date: 1932-05-31

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH 31. MAI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIF

KLASSE 12 ο GRUPPE

S 92038 IVall2 0"

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juni 1929 ab

Es ist bekannt, daß es Mikroorganismen (z. B. lacto-bacillus ponto-aceticus oder bacillus bulgaricus) gibt, die gewisse Zucker unter Bildung von Milchsäure und Essigsäure in sehr wechselnden Verhältnissen zu zerlegen vermögen. Aber bis jetzt haben diese bekannten oder beschriebenen Organismen keine vorteilhafte Verwendung gefunden, weil sie in verdünntem Medium (20 bis 30 g Zucker je Liter) arbeiten und weil die Vergärung lange Zeit erfordert (wenigstens 2 Wochen). Es wurde nun eine Bakterienrasse gefunden, die lacto-bacillus acidophilus B genannt wird und die zuckerreiche Maischen (beispielsweise 100 bis 120 g Zucker je Liter) in 2 oder 3 Tagen mit sehr hoher Ausbeute an Milch- oder Essigsäure vergärt.

Unter Gramm Zucker in Liter ist die Konzentration an Zucker und Abbauprodukten zu verstehen, wobei unter Abbauprodukten im vorliegenden Falle Milchsäure und Essigsäure sowohl in freiem Zustande als auch in Form der Salze zu, verstehen sind .sowie etwaige sonst von dem Bazillus geschaffene Verbindungen.

Diese Bakterie kommt in der natürlichen Flora der Milch vor. Ihre Züchtung erfolgt nach den üblichen bakteriologischen Methoden auf einem Kulturboden, der io°/₀ Zucker enthält. Die von diesen Kulturen genommenen Proben werden an natürlichen zuckerhaltigen Maischen (Melasse, Rübensäften usw.) bei der Temperatur von 38 ° und mit einer Milchsäureacidität von 25 bis 30 g/Liter ausprobiert, bis man findet, daß sich die Bakterienrasse schnell in einem derartigen Medium entwickelt.

Der lacto-bacillus acidophilus B hat im allgemeinen eine fadenförmige (unterteilte oder nichtunterteilte) Form, aber seine Form wechseit, je nach dem Alter und dem Medium, in welchem er arbeitet. Er vergärt kräftig die Glukose, die Saccharose, die Pentosen, die Maltose, die Laktose unter Bildung von Milchsäure und Essigsäure durch Zerlegung der Zucker ohne Gasentwicklung. Seine beste Entwicklungstemperatur beträgt 38⁰; er hält 45⁰ aus, wird aber bei 50 ° abgetötet. Aus diesem Grunde kann er nicht zu den wahren Thermophilen, wie B-Delbruckii und andere, gerechnet werden, die normal nur bei 55 ° und darüber zu arbeiten vermögen.

In einigen morphologischen Eigenschaften ähnelt der lacto-bacillus acidophilus B dem

*) Von dem Patent sucher sind als die Erfinder angegeben worden:

llloi Ricard und Finnin Boinot in Meile, Den.v-Sevres, Frankreich.

B-Bulgaricus (Bulletin de l'lnstitut Pasteur; B. 22 Nr. 23, Dezember 1924, S. 933). Er unterscheidet sich jedoch insofern wesentlich von ihm, als er im Gegensatz zu letzterem die Saccharose kräftig angreift.

Andererseits kann der lactobacillus acidophilus B nicht mit den Organismen der Gattung lacto-bacillus pento-aceticus (Journal of Biological Chemistry Bd. 39, 1919, S. 347; ibd. Bd. 41, 1920, S. 431) verwechselt werden, weil er normal bei einer Temperatur von 38 bis 40⁰ arbeitet, während die Fermente der Gattung lacto-bacillus pento-aceticus ihre beste Temperatur bei etwa 30⁰ haben.

Die nachstehenden Beispiele sind angegeben, um zu veranschaulichen, wie einfach das industrielle Anwendungsverfahren des lacto-bacillus acidophilus B ist.

Beispiel 1 Vergärung der Saccharose Für die Einleitung der Gärung wird ein Anstellbottich A mit 10 hl, 30 g Zucker je Liter enthaltender Melasse oder Rübensaft beschickt. Man sterilisiert ihn, kühlt ihn auf 38 ° ab und gibt dann eine reine Kultur acidophilus B hinzu. Nach 2 oder 3 Tagen beträgt die Acidität der Gärflüssigkeit 25 g je Liter, und fast der ganze Zucker ist vergoren. Man gießt dann die Anstellgäre in den offenen Gärbottich B von 400 hl Fassungsvermögen und läßt dann zuckerhaltigen Saft, der beispielsweise 100 g Zucker im Liter enthält, vom Behälter C und gleichzeitig Kalkmilch vom Behälter D in der Weise ständig zufließen, daß in dem Maße, wie die Vergärung verläuft, im Bottich B eine Acidität von 20 g je Liter und eine Menge an freiem Zucker von 8 bis 10 g je Liter aufrechterhalten werden.

Wenn der Bottich B voll ist, fließt er durch Überlauf in die Bottiche E₁, B₂ usw. ab, ohne daß frischer Saft hinzukommt, so daß sich in ihnen nur die Nachgärung vollzieht. Als Ausbeute erhält man ein Gemisch der beiden Säuren, das 90⁰J₀ des angewandten Zuckergewichts -entspricht, und zwar besteht dieses Gemisch aus 85 bis 9O⁰Jo Milchsäure und 10 bis i5°/o Essigsäure.
Der Gärbottich^ kann so je Tag 200hl zuckerhaltigen Saft zu io°/₀ aufnehmen, was einer Erzeugung von 2 000 kg Säure je Tag (und dies unbeschränkt) entspricht. Die Gärung kommt zum Stillstand, wenn man aufhört, zuckerhaltigen Saft zuzuführen, und sie beginnt sehr schnell wieder, wenn man die Zufuhr, selbst nach mehreren Monaten Unterbrechung, neu beginnt.

Die vergorene Maische der Bottiche B₁, E₂ usw. wird mit Kalk neutralisiert, und zwar mit einem leichten Überschuß, um eine Klärung zu erreichen; sie wird darauf nitriert und dann eingedampft, um die gebildeten Laktate und Acetate auf eine zweckmäßige Konzentration einzuengen. Die Essig- und Milchsäure werden dann nach bekannten Verfahren gewonnen.

Da die Gärung exotherm ist, muß die von dem Behälter C kommende zuckerhaltige Lösung, je nach der Umgebung, auf einer Temperatur unter 38 ° sein.

Die Vergärung der Glukose, der Maltose und der Laktose erfolgt genau unter denselben Bedingungen, wie für die Saccharose beschrieben.

Beispiel 2 Vergärung der Pentosen

. Diese Vergärung wird auch unter denselben wie oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt, aber die Pentosenwürze muß vorher in folgender Weise hergestellt werden:

Vorher in feine Späne zerteiltes Holz oder Haferschalen oder ganz allgemein jedes Pentosane enthaltende Pflanzenmaterial wird in eine Anzahl, eine Laugbatterie bildende Bottiche gebracht. Man läßt durch diese Bottiche mit 20 g Schwefelsäure je Liter angesäuertes Wasser bei einer Temperatur von 85 bis 95 ° fließen und regelt den Zufluß des angesäuerten Wassers in der Weise, daß der Saft am Ende der Batterie wenigstens 100 bis 150 g Pentosen je Liter enthält.

Man neutralisiert diesen Saft mit Kalk und fügt Phosphat und Stickstoff als Nährmittel für die Entwicklung der Bakterie hinzu.

An Stelle der Verwendung von Wasser bei der Herstellung des Pentosensaftes können auch anfallende Schlempen, beispielsweise von der alkoholischen oder butylacetonischen Vergärung, benutzt werden, wodurch die Unkosten der für die Entwicklung der Bakterie notwendigen Nährstoffe vermieden werden. Der so erhaltene Pentosensaft vergärt ebenso wie die vorstehend angegebenen Zucker.

Die Säureausbeute beträgt etwa 100 °/₀, und zwar enthält das Gemisch der beiden Säuren etwa 60 °/o Milchsäure und 40 °/o Essigsäure.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Essigsäure neben Milchsäure aus Kohlehydraten durch Gärung, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks schnellerer Vergärung mittels eines neuen Bazillus, des lactobacillus acidophilus B, der, in der natürlichen Flora der Milch vorkommend, nach den üblichen bakteriologischen Methoden auf einem 10 °/₀ Zucker enthaltenden Kulturboden gezüchtet wird, eine optimale

Entwicklungstemperatur von 38° aufweist, 45° noch aushält, bei 50⁰ abgetötet wird und Saccharose kräftig angreift, Maischen, die bis zu 120 g je Liter Zucker, wie Laktose, Saccharose. Glukose, Pentosen, Maltose usw., enthalten können, unter an sich bekanntem Zusatz säurebindender Mittel, jedoch in Gegenwart einer möglichst hohen freien Acidität, die vorzugsweise bis zu 30 g je Liter, berechnet als Milchsäure, steigen kann, vergären läßt und die Gärflüssigkeit in an sich bekannter Weise auf reine Säuren aufarbeitet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermehrung des Essigsäuregehaltes im Endprodukt pentosenreiche Maischen vergoren werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Batterie in bekannter Weise Pentosane enthaltende Rohstoffe mit gewöhnlichem Wasser oder mit bei anderen Vergärungen anfallenden Schlempen ausgelaugt werden, wobei diese Flüssigkeiten auf eine Schwefelsäureacidität von ungefähr 20 g je Liter gebracht werden, die Diffusion bei einer Temperatur von 85 bis 95 ° durchgeführt wird und darauf dem die Batterie verlassenden Saft erforderlichenfalls Nährstofife für das Ferment zugesetzt werden, worauf man gemäß Anspruch 1 vergärt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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