DE870056C

DE870056C - Verfahren zum Konservieren von Pflanzenmaterial, insbesondere zum Einsilieren von Gruenfutter, unter Verwendung von milchsaeureerzeugenden Bakterien

Info

Publication number: DE870056C
Application number: DEP30217A
Authority: DE
Inventors: Fritz-Guenther Dr Keitel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-02-19
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1953-03-09

Description

Verfahren zum Konservieren von Pflanzenmaterial, insbesondere zum EinsillerenvonGrünfutter,unt,erVerwen#dungvonmilchsäureerzeugen,den Bakterien Es ist bekannt, pflanzliche Lebensmittel, z. B. Kartoffeln, Gemüse usw., und insbesondere Viehfutter, z. B. Knollengewächse, Stroh, Kraut usw., dadurch zu konservieren bzw. einzusilieren, daß man die Produkte auf einen bestimmten Säuregrad bringt, zweckmäßig einen solchen, der einem pH-Wert unter 4 entspricht. Man hat so beispielsweise den Zusatz von Säuren, wie Ameisensäure, Salicylsäure, Borsäure, Salzsäure, Schwefelsäure usw., vorgeschlagen, die sämtlich mehr oder weniger gesundheitsschädliche Wirkungen auf Menschen und Tiere haben, Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, durch die Einwirkung von Bakterien oder Mikroorganismen eine Milchsäuregärung hervorzurufen, welche die zur Ansäuerung des Materials erforderliche Säuremenge liefert. Die letztgenannte Säure ist zum Unterschied von den vorhergenannten nicht schädlich, sondern nützlich. Es bildet sich zwar zugleich besonders bei Temperaturen über 40' C eine geringe Menge Buttersäure, die ungünstig auf den Geschmack des Futters einwirkt, sowie Essigsäure und Alkohol in geringen Mengen. Diese Gärungsprodukte kommen jedoch gewöhnlich in so unbedeutender Menge vor, daß man wenigstens in der Regel von ihren Wirkungen absehen kann, besonders wenn die Entwicklung der Bakterienflora in die richtige Richtung geleitet wird. Es wurde bereits vorgeschlagen, flüssige Bakterien--kulturen zuzusetzen, gegebenenfalls im Verein mit einem Nährsubstrat. Ferner wurde vorgeschlagen, beim Einsilieren Rübenschnitzel zuzusetzen, die mit einer geeigneten Bakterienkultur geimpft wurden. Dabei ist man jedoch von Milchsäurebakterien ausgegangen, welche lediglich Laktose vergären; Laktose kommt nur in Milch vor, aber nicht auf Pflanzenteilen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Konservieren von Pflanzenmaterial, insbesondere zum Eirisilieren von Grünfutter, unter Verwendung von Bakterienpräparaten aus milchsäureerzeugenden Bakterien. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, daß ein pasten- oder pulverförmiges Bakterienpräparat, welches einen oder mehrere Stämme oder Arten von in der Natur auf dem zu konservierenden Pflanzenmateriial gewöhnlich vorkommenden, müchsäureerzeugenden Bakterien enthält, mit einer in bezug auf die Milchsäureerzeugung optimalen Wirkung in einem Temperaturbereich zwischen etwa 2o und 4o' C aufgeschlämmt und dem zu konservierenden Material zugeführt wird.
Das Präparat besteht zweckmäßig aus einem Gemisch verschiedener Bakterienarten, z. B. aus zwei bis drei Bakterienstämmen, welche auf der bzw. den zu konservierenden Pflanzenarten vorkommen, d. h. aus'einenisog. polyvalenten Bakterienpräparat. Bekanntlich gibt es verschiedene Bakterienarten, die als Hauptprodukt Milchsäure erzeugen; es ist jedoch vorteilhaft, die Entwicklung der Bakterienflora in die gewünschte Richtung zu drängen, so daß keine wilde Bakteriengärung auftritt.
Eine unerwünschte, unkontrollierbare Gärung (wilde Bakteriengärung) kann durch Zusatz einer genügenden Menge erfindungsgemäß verwendeten Bakterienpräparates, durch gute Mischung mit dem Pflanzenmaterial, durch gute Packung, so daß die Luft effektiv ausgetrieben wird, sowie durch genügende Druckbelastung, die auch luftaustreibend wirkt, verhindert werden. Gute Packung und Druckbelastung haben große Bedeutung, da das Pflanzenmaterial beim erfindungsgemäßen Verfahren sonst geringere Neigung zum Selbstpacken als z. B. solches Pflanzenmaterial hat, das mit AIV-Säure versetzt wird.
Als Beispiele für milchsäureerzeugende Bakterien, die gewöhnlich auf (grünen) Pflanzenteilen vorkommen, z. B " auf für die menschliche Ernährung und als Viehfutter dienenden Gewächsen, wie Gemüse, Knollengewächsen, Kraut, Klee, Luzerne, Lupinen, verschiedenen Grasarten, seien genannt Bakterien der Gruppen Bacterium cucumeris fermentati, Baeterium brassicae, Streptobacterium plantarum, Bacterium acetylcholini und ähnliche. Diese Bakterien haben die Fähigkeit, außerordentlich rasch verhältnismäßig große Mengen Milchsäure zu bilden. Essigsäure wird dagegen nicht oder nicht in nennenswertem Umfang gebildet.
Da z. B. beim Einsilieren von Grünfutter od. dgl. gewöhnlich die zu Beginn des Einsilierungsverfahrens herrschende Temperatur nach einiger Zeit steigt oder fällt, ist es zweckmäßig, bei der Herstellung des Bakterienpräparates für Silage milchsäureerzeugende Bakterien mit verschiedenen Temperaturbereichen für die optimale Wirkung innerhalb des Rahmens von 2o bis 4o' C zu wählen.
Der Zusatz von Füllstoffen hat sich als vorteilhaft erwiesen. Stärke, z. B. gewöhnliches Kartoffelmehl, das steril sein muß, hat sich dabei als besonders geeignet gezeigt, da es auch das Aufschlämmen des Präparates zwecks Versprengung in einer Flüssigkeit erleichtert, z. B. in Wasser oder in als Nährsubstrat dienender Zuckerlösung. Man wird darauf achten, daß der Füllstoff eine für die Bakterien neutrale Substanz ist und insbesondere nicht spitzige Kristalle enthält, die erfahrungsgemäß tötend auf die Bakterien wirken.
Unter gewissen Umständen kann man das Bakterienpräparat mit einer Nährsubstanz kombinieren. Die Nährsubstanz sollte jedoch vorteilhaft den Bakterien erst bei der Verwendung des Präparates, z. B. beim Aufschlämmen in Wasser oder einer andern geeigneten Flüssigkeit, zugänglich sein. Ferner kann man dem Präparat gewisse, an sich bekannte, das Wachstum der Bakterien stimulierende Zusätze zugeben, z. B. p-Aminobenzoesäure. Bei Verwendung von p-Aminobenzoesäure empfiehlt sich gewöhnlich eine Verdünnung von i: io-9.
Es kann ferner auch direkt dem zu konservierenden bzw. einzusilierenden Material zwecks optimalen Bakterienwachstums (Gärung) eine Nährsubstanz zugeführt werden.
Falls eine besondere Kohlehydratquelle nicht erforderlich ist, z. B. beim Einsilieren von Rübenmasse, Zuckerrübenkraut, Futterrübenkraut und rohen Kartoffehi oder Kohlrübenkraut, also bei eiweißannem Material, besteht das Aufschlämmungsmittel zweckmäßig aus reinem Wasser. In andern Fällen verwendet man eine Lösung von gewöhnlichem Zucker, Holzzucker, Melasse usw. Diese Lösung wird man so verdünnt halten, daß schädliche Veränderungen der Bakterien unter Einwirkung des osmotischen Druckes verhindert werden; die Lösung darf daher höchstens etwa 25 bis 30 % Zucker enthalten. Bei Melasse verwendet man vorteilhaft gleiche Teile Melasse und Wasser.
Da die Nährsubstanz erst bei ihrem Kontakt mit Wasser oder den Pflanzensäften für die Bakterien zugänglich wird, kann man auch gegebenenfalls diese Substanz in trockener Form während des Einsäuerns (Einsilierens) zusetzen, z. B. in Form von Schrot, Kleie, Malzkeimen oder anderem geeigneten feinverteilten pflanzlichen Material.
Die für die Einsäuerung bestimmten Bakterienpräparate können u. a. auf folgende Weise hergestellt werden.
Eine Flora der gewünschten Bakterien, die die auf den zum Einsäuem,(Einsilieren) bestimmten grünen Pflanzenteilen vorkommende Spontanflora aus müchsäureerzeugenden Bakterien ersetzen sollen, wird nach den üblichen wissenschaftlichen Methoden isoliert und hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Grünfutter zu vergären, geprüft. Die Flora oder die Floren, die die beste Wirkung aufweisen, werden dann als Ausgangsmaterial für die Züchtung in großem Maßstab verwendet. Diese Züchtung kann derart geschehen, daß feingemahlenes Gerstenmalz mit Wasser versetzt und nach an sich bekannten Methoden verzuckert wird. Danach wird Caleiumcarbonat zugesetzt; die Maische wird sterilisiert und mit der gemäß obenstehendem ausgewählten Bakterienflora geimpft und während 4 bis 5 Tage gezüchtet, wonach das Ganze zwecks Absetzens stehengelassen, wird. Bei diesem Absetzen bildet sich ein Bodensatz, der abgezogen und mit Stärke versetzt sowie zu einer Paste oder einem trockenen Pulver verarbeitet wird, das nach Verpacken zum Versand an die Verbraucher fertig ist.
Das fertige Bakterienpräparat kann außerdem gegebenenfalls auch mit geeigneten Nährsubstanzen gemischt werden, die die für eine unmittelbare Bakterientätigkeit erforderlichen Zuwachsfaktoren und die Kohlehydrate enthalten und bei Kontakt mit Wasser bzw. mit dem austretenden Pflanzensaft zur Verfügung der Bakterien gestellt werden.
Die Anwendung des Präparates geht aus folgendem hervor: Zum Konservieren von Futtermitteln verwendet man zweckmäßig 16o g Präparat der weiter unten angegebenen Zusammensetzung auf je iooo kg Grünfutter. Bei Verwendung von Melasse als Nährsubstanz schlämmt man das Präparat vorteilhaft in so viel Wasser auf, daß das Gewichtsverhältnis zwischen Melasse und Wasser ungefähr i: i wird. Das Bakterien-Melasse-Gemisch wird dann z. B. durch Versprengen auf die verschiedenen Futtermittelschichten verteilt. Hierbei zeigt es sich, daß ein gut gepacktes Futter eine Temperatur von 2o bis 30' C aufwies, während ein weniger gut gepacktes Futter eine Temperatur bis 40' C oder sogar etwas mehr aufwies.
Beim Einsilieren von Rübenmasse, Zuckerrübenkraut, Futterrübenkraut, Kohlrübenkraut oder rohen Kartoffeln, also von Stoffen, bei welchen keine Kohlehydratquelle benötigt wird, kann das Präparat direkt in einer Menge Wasser aufgeschlämmt werden, die zweckmäßig etwa o,5 0/0 der zu konservierenden Futterinenge beträgt. Die Verteilung erfolgt z. B. in der oben angegebenen Weise. Zum Schluß wird das Material zweckmäßig mit einer Schicht bedeckt, die den Zutritt von Luft verhindert.
Die beiden folgenden Tabellen zeigen die PH-Werte, welche bei vergleichenden Versuchen mit verschiedenen Milchsäurebakterien gefunden wurden.
Dabei bezeichnen: I und II Stämme von Klee, der nach der bekannten AIV-Methode, d. h. mit Salzsäure und Schwefelsäure, konserviert wurde; B I, B II und B III Stämme von melassekonserviertem Klee; LF I und LF Ia Stämme, die von frischer Luzerne isoliert worden sind; W I und W II Stämme von Wiesengras; FK Bacterium cucumeris fermentati (Hennebergs Kiel); KI I, KI II, KI III, Kl V, KI VI Stämme, die von frischem Klee isoliert worden sind; X Mischkultur sämtlicher obiger Stämme, welche ein vorteilhaftes Präparat zur - Ausführung der Erfindung darstellt.

Lackmusmüch ist Milch, die mit dem blauen Lackmusfarbstoff versetzt worden ist.

Tabelle i

Pflanzenmilchsäurebakterienstämme in Lackmusmilch

gezüchtet

Baeerien- nach Pji

stamme i Tag 12 Tagen j,3 Tagen 1 4 Tagen 8 Tagen

....... -- 6,o

II ..... -- 6,o

B I .....

4,4

B II

+ + + + + 3,9

B III... + + - + + -

. . . 4,5

LFI + + + + + +

. . . 4,9

LF Ia +--

- - - - - - + + + T7- 3,9

WI --- --- --- ------- - - - 6,o

WII 6,o

FK + + -

+ + + 4,6

+ 4- + ++-

+ + + 4,4

Ki II... + +

+ + + 4,6

KI 111 + ++-

+ + 4,4

KIV ++ -+ 4,7

KIVI + + -

+ 4,4

X ...... - - - - - - - - - - - - - - -

--- --- i - - - - - - - - - 4,3

Zeichenerklärung

unverändert,

+ - blanweiß marmoriert, beginnende Reduktion,

+ - - weiß mit rotem Oxydationsring, keine Koagulation,

- - - vollständige Reduktion,

+ - - weiß mit rotem Oxydationsring, Koagulation, voll-

. . . ständige Reduktion,

. . . rot ohne Koagulation, keine Reduktion,

. . . rot mit Koagulation, keine Reduktion.

Der Koagulationsgrad, d. h. der Säuregrad, ergibt sich aus der unteren Zeichenreihe, während die obere die Farbenänderung beim Versuch angibt.

Aus dieser Tabelle ist deutlich ersichtlich, daß man die betreffenden, für das vorliegende Verfahren geeigneten Bakterienstämme nicht mit guten Ergebnissen auf Milch züchten kann. Lediglich die mit B II und LF Ia bezeichneten Bakterienstämme gingen auf einen für Konservierungszwecke geeigneten pH-Wert herab, und auch dies erst nach 3 Tagen, was eine viel zu lange Zeit ist.

In Tabelle 2 sind die pii-Werte gezeigt bei Verwendung der gleichen Bakterienstämme bei Züchtung auf einem Substrat von Malzmaische. Zum Vergleich ist das Resultat nach 8 Tagen bei Züchtung derselben Bakterien in einem Milchzuckersubstrat angegeben.

Tabelle 2

#dWerte- bei -Züchtung:

ICII-

auf einem Substrat von Malzmaische i#,.rck:er-

nach substrat

nach

2 Tagen 3 Tagen 1 4 Tagen 18 Tagen 8 Tagen

LFI 3,6 3,5 3,45 3,3 4,9

LF Ia 3,55 3,5 3,4 3,3 319

WI 3,7 3,6 Gas 3,6 Gas 3,6 6 ' 0

WII 3,7 3,6 Gas 3,6 Gas --3,6 6,o

FK 3,55 3,45 3,4 -3,4 4,6

KI 1.. 3,55 3,4 3,3 3,3 44

KI II - 3,6 3,4 3,35 3,3 4:6

KI 111 3,5 3,4 3,3 3,3 4,4

IZI V - 15 3,4 3,3 -3,3 4,7

Kl VI 3,55 3,55 3,3 3,3 4"4

I ..... 3,7 3,6 3,45 Gas 3,4 6,o

II ... 3,6 Gas 3,6 3,4 Gas 3,4 6,o

zurkh-

auf einem Substrat von Malzinaische ker-

nach substrat

nach

2 Tagen 1 3 Tagen 14 Tagen j 8 Tagen 8 Tagen

B I... 3,5 3,4 3,3 3,3 4,4

BII . 3,6 3,5 3,4 3,3 3,9

B III - 3,5 3,35 3,?,5 3,25 4,4

X .... 3,5 3,4 3,3 3,25 4,3

Im folgenden ist ferner in Tabellenform das Ergebnis einiger Konservierungsversuche dargestellt, die mit und ohne Zusatz von Bakterienpräparat ausgeführt wurden. In beiden Fällen wurde dem Futtennittel, das in diesem Falle Klee war, Melasse in geeigneter Verdünnung zugesetzt. Die Tabelle zeigt deutlich, daß man beim Zusatz eines Bakterienpräparates gemäß vorliegender Erfindung schon nach kurzer Zeit in befriedigender Weise auf einen pH-Wert von 4 und noch weitem herabkommt, was eine Bedingung für eine befriedigende Konservierung ist.

Tabelle 3

Konservierungsversucli mit Mee

ohne 1 mit

erfindungsgemäße(r) Verwendung eines Bakterienpräparates

nach 2o 48 72 - 96 x2o Std. 6 Tg. 20 48 72 96 i2o Std. 6 Tg.

pE-Werte pH-Werte

1- 0,5 % Zucker 6,o 5,6 5,4 5,1 5,1 5,o 5,4 4,4 4,9- 4,1 4,0 4,0

pz-Wert beim Öffnen nach 5 Monaten = 4,4 4,0

2. 1,0 0/, Zucker 6,0 5,0 4,7 4,3 4,3 4,3 5,6 4,1 4,0 3,9 3,9 3,9

pR-Wert beim Öffnen nach 5 Monaten = 4,2 3,8

,3- 1,5 0/, Zucker 6, 1 5,6 4,4 4,3 4,3 - 4,0 5,6 4,5 4, 22 3,9 3,8 3,8

pz-Wert - beim Öffnen nach 5 Monaten = 4, 1 3,8

Ein wichtiger Vorteil des vorliegenden Konservierungsverfahrens besteht ferner darin, daß man nicht so große Mengen Flüssigkeit zuzusetzen braucht wie bei bekannten Konservierungs-- oder Einsilierungsverfahren.

Malzmaische enthälf nämlich nicht so viel Puffersubstanz wie grüne Pflanzenteile, weshalb man auf Grund der grünen Puffersubstanzen der grünen Pflanzenteile mit diesen Bakterien einen guten pu-Wert erzielt, der in günstigen Fällen 3,6 bis 4 beträgt, also ein py#-Gebiet, das die Konservierung garantiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Konservieren von Pflanzenmateria.1, insbesondere zum Einsäuern von Grünfutter, unter Verwendung von Bakterienpräparaten aus müchsäureerzeugenden Bakterien, dadurch gekennzeichnet, daß ein pasten- oder pulverförn-iiges Bakterienpräparat, welches eine Flora von ül der Natur auf dem zu konservierenden Pflanzenmaterial gewöhnlich vorkommenden, milchsäureerzeugenden Bakterien enthält, mit einer in bezug auf die Milchsäureerzeugung optimalen Wirkung in einem Temperaturbereich zwischen etwa 2o und 40' C aufgeschlämmt und dem zu konservierenden Material zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu konservierenden Material zwecks unmittelbaren optimalen Bakterienwachstums eine zusätzliche Nährsubstanz, z. B. in Gestalt von Kohlehydraten und Wachstumsfaktoren, zugeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kol-Aehydratquelle so stark verdüniiter Zucker, Holzzucker oder Melasse verwendet wird, daß schädliche Veränderungen der Bakterien infolge des osmotischen Drucks der Zuckerlösung verhindert werden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennze - ichnet, daß eine Lösung verwendet wird, die höchstens etwa 25 bis 30 04 Zucker enthält. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung dem schichtenförmig angeordneten Material zugeführt wird.