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Verfahren zur Herstellung von haltbaren Säften aus Wurzelvegetabilien
und Gemüse, insbesondere von Möhrensaft Es ist eine bekannte Tatsache, daß Rohsäfte
von Wurzelv egetabilien und Gemüse, wie z. B. Roten Rüben, Möhren, Sellerie, Gurken,
Tomaten usw., die keine oder nur wenig Säure enthalten, nur ganz kurze Zeit haltbar
sind und bei Zimmertemperatur bereits nach 6 Stunden eine Veränderung erfahren,
die sie genußunfähig macht und ihre wertvollen Vitamine zerstört. Diese Veränderung
beruht hauptsächlich darauf, daß sich auf dem Rohmaterial sehr viele Erdbazillen
und Erdbakterien befinden, die beim Schälen undWaschen wohl zumTeil entfernt werden,
während immerhin doch noch so viele Keime zurückbleiben, daß in den für ihr Wachstum
günstigen vitamin- und nährstoffreichen Säften eine schnelle, ungehemmte Entwicklung
erfolgen kann und so durch eine von Stunde zu Stunde sich steigernde Stoffwechseltätigkeit
eine Zersetzung des Substrates erfolgt. Andererseits hat es sich in der Praxis gezeigt,
daß z. B. Wurzelvegetabilien sehr stark mit Mikroben, wie z. B. Bakt. coli, durchsetzt
sein können, daß also das Rohmaterial nicht nur außen, sondern in noch stärkerem
Maße im Innern infiziert ist und diese Inneninfektionen die schädlichen Veränderungen
der Rohsäfte noch wesentlich vorantreiben. Bei Kühlschranktemperaturen werden diese
Prozesse wohl etwas aufgehalten, doch sind die Säfte auch unter solchen Verhältnissen
nach 2 Tagen nicht mehr genußfähig, da trotz niedriger Temperaturen ein Auskeimen
der Sporen und eine Vermehrung der vegetativen Zellen und Bakterien stattfindet.
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Der Genuß solcher angegorenen Säfte kann Darmstörungen und andere
Krankheiten zur Folge haben. Ein Pasteurisieren der Säfte schafft keine nennenswerte
Verbesserung der mikrobiellen Verhältnisse, da wohl die Bakterien, aber nicht die
Sporen zugrunde gehen. Bei den meisten Sporen gelingt dies selbst nicht bei 100°
C, einer Temperatur, die den Rohcharakter und den Geschmack der Säfte gänzlich verändern
würde. Temperaturen über 100° C, bei denen wohl eine Sterilisierung erreicht wird,
kommen aus den eben angeführten Gründen noch viel weniger in Betracht, da außerdem
wichtige Vitamine- zerstört werden. Es ist aber eine wichtige Forderung bei der
Herstellung vegetabilischer Säfte, daß sie ihren Rohcharakter möglichst weitgehend
bewahren.
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Bei den Gemüsesäften liegen die Verhältnisse ähnlich. Auf ihnen findet
sich eine mannigfaltige Flora unerwünschter Mikroben wie Sporenbildner und Fäulnisbakterien.
Für die Entwicklung ihrer Flora gilt demnach dasselbe, wie es oben bei den Wurzel-
; vegetabilien dargelegt wurde. Nun findet sich in den Floren aller chlorophylltragenden
Gewächse eine geringe Anzahl von Milchsäurebakterien, die sich unter günstigen Bedingungen
nach 24 bis 48 Stunden zu entwickeln beginnen. Die gebildete Milchsäure tritt aber
im Stadium der Anfangsgärung kaum zutage, da sie von Puffersubstanzen neutralisiert
wird. Macht sie sich im Saft durch Absinken des pH-Wertes beinerkbar, wird mit anderen
Worten das Milieu nach der sauren Seite hin verschoben, so setzt die sich verändernde
Wasserstoffionenkonzentration der Entwicklung der Schädlingsflora ein Hindernis
in den Weg. Das zunehmende saure Milieu bremst die Steigerung der Stoffwechseltätigkeit
und läßt sie bei weiter absinkenden pH-Werten schließlich ganz aufhören. Bis die
vorhandenen Milchsäurebakterien aber ein solches Stadium erreicht haben, ist eine
lebhafte Vermehrung der Schädlingsflora bereits vorausgegangen, so daß sich die
Säfte in den meisten Fällen dann schon im Zustand der Zersetzung befinden. Die spontane
Milchsäurebakterienflora hat also in den ersten 24 bis 48 Stunden keinen oder einen
nur ganz beschränkten Einfluß auf die Entwicklung der Schädlingskeime.
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Nun ist es in der Bakteriologie allgemein bekannt, daß sich Sporenbildner
und Fäulnisbakterien in einem sauren Milieu, wie schon oben angedeutet, nicht oder
nur sehr gehemmt entwickeln können, wobei der Grad der Wasserstoffionenkonzentration
eine entscheidende Rolle spielt. Keimen die vorhandenen Sporen auch zu vegetativen
Zellen aus und vermögen sich diese durch Zellteilung vielleicht noch zu vermehren,
so werden bei weiter absinkenden pH-Werten die Weiterentwicklung und die Bildung
neuer Sporen unmöglich gemacht. Die vegetativen Zellen aber verhalten
sich
wie Fäulnisbakterien: Sie sterben bei niedrigen pH Werten ab und werden durch Wärme
schon bei 60° C vernichtet. In gleicher Weise verhalten sich angekeimte Sporen,
auch wenn der Keimvorgang noch kaum eingetreten ist. Die Sporen haben ihre Hitzeresistenz
verloren.
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Auch Bakt. coli, das als Säurebildner und als Fäulnisbakterium bekannt
ist, unterliegt den gleichen Bedingungen. Es wird bei steigender Wasserstoffionenkonzentration
in seiner Entwicklung gehemmt, seine Stoffwechseltätigkeit schließlich unterbunden
und durch Wärmeeinwirkung abgetötet.
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Bei der Herstellung von Pflanzensaft wurde bisher im allgemeinen so
gearbeitet, daß die rohgepreßten Säfte einer mehrmaligen Pasteurisierung (sogenanntes
Tyndallisieren) unterzogen wurden oder daß man auch schon das Rohmaterial (Möhren,
Sellerie, Rote Bete u.a.) erhitzte, also dämpfte, und den Saft dieser nicht mehr
rohen Vegetabilien der erwähnten Wärmebehandlung aussetzte. Bei der Anwendung solcher
Verfahren gelingt es aus rein bakteriologischen Gründen nicht, die Produkte keimfrei
zu machen; liegenbleibende Sporen keimen aus, und die Säfte können in übelriechende,
faulige Flüssigkeiten verwandelt werden. Es kann aber auch vorkommen, daß sich die
so behandelten Säfte in einem Zustand befinden, wo die Veränderungen noch nicht
sinnfällig hervortreten, da sich die Mikroorganismen in einem Stadium befinden,
wo sie virulent zu werden beginnen. Der Genuß eines solchen Produktes kann zu schweren
Erkrankungen führen. Die Gefahren bei der fraktionierten Sterilisation (Tyndallisieren),
durch die gesundheitsschädigendeKleinlebewesen nicht vollständig vernichtet werden,
sind viel zu groß, als daß man diese Verfahren zur Herstellung der physiologisch
und therapeutisch wichtigen Pflanzensäfte überhaupt anwenden könnte.
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Wenn auch hier und da versucht wird, dem Rohmaterial oder dem Material
überhaupt Säuren zuzusetzen, worüber weiter unten noch gesprochen werden wird, so
erfüllen solche Verfahren in keiner Weise den Zweck, da ein Material nicht nur gesäuert,
sondern auch vergoren werden soll. Es kommt hierbei nicht zu einer Vernichtung der
Sporen.
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Werden aber die Säfte einer Erhitzung unter Druck bei z. B. 120° C
gesetzt, wie es auch bereits gehandhabt wird, so bekommt man wohl keimfreie Produkte,
doch wird die biologische Qualität, wie es auch bei dem Tyndallisieren der Fall
ist, vollkommen zerstört. Geschmack und Geruch solcher Säfte sind wenig ein- ; nehmend.
Es liegen keine Pflanzensäfte mehr vor, sondern nur noch Konglomerate ihrer chemischen
Verbindungen.
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Es ist auch bereits bekannt, die Säfte zu sterilisieren und anschließend
zu vergären, um Milchsäure ; zu erzeugen; dabei hat man im Falle von Frucht-, also
sauren Säften diese zuvor neutralisiert. Mit solchen Verfahren kann man jedoch höchstens
Limonaden, niemals aber biologische Pflanzensäfte herstellen, deren Rohcharakter
gewahrt werden soll.
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Dies kann nach der Erkenntnis des Erfinders indessen durch die milchsaure
Vergärung, d. h. durch die biologische Konservierung der vollkommen unbehandelten
Rohsäfte, geschehen, da die Milchsäuregärung in den Rohsäften eine Stabilität der
Stoffe und der biologischen Kräfteverhältnisse bewirkt, durch die nachteilige Veränderungen
nicht mehr eintreten können. Wirkt die Milchsäuregärung einesteils als Stabilisator
des Milieus, so stellt sie andernteils ein biologisches Filter dar, durch das gesundheitsschädigende
Keime - z. B. in Epidemiezeiten - nicht hindurchgelassen werden. Erfindungsgemäß
behandelte Pflanzensäfte haben im übrigen niemals einen Kochgeschmack, wie es bei
den im Handel befindlichen Produkten häufig der Fall ist.
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Demgemäß erstreckt sich die Erfindung darauf, durch einen den Verhältnissen
angepaßten Schnell-Milchsäuregärungsprozeß die Entwicklung der Fäulnisbakterien
aufzuhalten, ein Auskeimen der Sporen hervorzurufen, durch eine zweckmäßige Wasserstoffionenkonzentration
das Wachstum vegetativer Zellen zu verhindern, neue Sporenbildung zu unterbinden
und durch anschließende Niedrigpasteurisierung die Säfte haltbar, ja steril zu machen.
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Für die Veränderung der Wasserstoffionenkonzentration könnte man,
um die Vergärung zu umgeben; genußfähige organische Säuren verwenden. Doch hat sich
gezeigt, däß bei einem plötzlichen Absinken des pH-Wertes die Sporen nicht auskeimen,
liegenbleiben und die Pasteurisierung unbeschadet passieren. Die Säfte bekommen
außerdem einen faden Geschmack und lassen die Vollmundigkeit vermissen. Zudem werden
Zusätze von organischen Säuren, die meistens synthetischer Herkunft sind, von Reformkreisen
abgelehnt. Natursäuren zu verwenden, würde eine wesentliche Verteuerung der Säfte
bedeuten, ohne daß Sporengehalt und Geschmack vorteilhaft beeinflußt werden können.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß z. B. gewisse Arten
von Pflanzen-Milchsäurebakterien sich durch ihr enormes Wachstum in vegetabilischen
Säften, durch ihr intensives Säuerungsvermögen, durch die Bildung verdauungsfördernder
Stoüe und auf den Geschmack der Säfte sehr vorteilhaft einwirkender Aromen für die
Vergärung von Rohsäften der besprochenen Arten bestens eignen.
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Ihre Züchtung geschieht in einer Malzmaische bei einer Temperatur
zwischen 32 und 35° C. Man läßt die Maische etwa 3 Tage gären, wonach der Keimgehalt
der Kultur mehrere hundert Milliarden betragen soll. (Dies gilt auch für die Anwendung
anderer Milchsäurebakterien mit unterschiedlichen Temperaturbereichen.) Bei einer
1/2- bis 1a/oigen Impfung der auf 35 bis 38° temperierten Säfte würde die Gärung
demnach mit z. B. etwa 50 Millionen stark gärungsvirulenter Milchsäurebakterien
per ccin Saft einsetzen, ein Keimgehalt, der genügt, um schon nach wenigen Stunden
den pH-Wert auf 5,0 herabzudrücken und nach etwa 10 bis 12 Stunden, unter Umständen
auch früher, bei pFI 4,0 die Gärung abbrechen zu können: Um eine Schnellgärung überhaupt
zu erreichen, sind für die zu verwendenden Bakterien, z. B. Pflanzen-Milchsäurebakterien,
Temperaturen notwendig; die sich ihrer Maximalgrenze nähern, wobei die Stoffwechseltätigkeit
wesentlich beschleunigt und in kurzer Zeit große Mengen Milchsäure gebildet werden.
Doch sind für diese Verhältnisse große Impfmengen erforderlich, da die anzuwendenden
Höchsttemperaturen wohl den Stoffwechsel beschleunigen, die Geschwindigkeit der
Zellteilung aber in gewissem Maße herabsetzen.
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Durch diese Art der Schnellvergärung wird eine merkbare Entwicklung
der Spontanflora unmöglich gemacht, was für die Qualität der Säfte von außerordentlicher
Bedeutung ist.
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Die für die Impfungen zu verwendenden Kulturen werden zweckmäßig 1
bis 2 Stunden vor der Impfung gut umgeschüttelt; man läßt die Maische sich absetzen
und verwendet zum Impfen nur die Überstehende, gelblich-milchige Flüssigkeit, wodurch,verhindert
wird,
daß Schalenteilchen der Maische mit in den Saft hineinkommen.
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Da durch die Milchsäuregärung die Kolloide des Saftes, die die frei
gewordenen Zellbestandteilchen schwebend erhalten, verändert werden und schon nach
kurzer Zeit eine Ausfällung eintritt, empfiehlt es sich, dem Saft eine künstliche,
kolloidale Struktur zu geben, ihn gewissermaßen mit einem Schutzkolloid zu versehen,
was mit geschmacklich und bakteriologisch neutralen Stoffen, wie z. B. Agar-Agar,
geschehen kann. Es genügt eine Menge von z. B. 1 bis 2 0/0o Agar-Agar, der zweckmäßig
als z. B. 4o/oiger flüssiger Wasseragar zugegeben wird.
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Bei in Gärung befindlichen stillstehenden Saftmengen tritt es häufig
auf, daß sich bei der Ausfällung Klümpchen bilden, die die homogene Beschaffenheit
des Saftes beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, werden die Säfte zweckmäßig in
einem Behälter mit Propellerrührwerk vergoren, so daß die ständige Bewegung des
Saftes eine Klümpchenbildung nicht aufkommen läßt. Die Homogenität der Säfte wird
dadurch günstig beeinflußt. Ausführungsbeispiel Der sehr sauber hergestellte, unter
Umständen mit Rohzucker versetzte Rohsaft wird, wenn der Agar-Agar vor der Vergärung
zugegeben werden soll, schnell auf 55° C erhitzt, die notwendige Menge des flüssigen
Wasseragars (1 bis 20/" Agar-Agar auf die Saftmenge berechnet) zugesetzt, alsbald
auf 20° C abgekühlt, auf 35 bis 38° C erwärmt und mit z. B. 10/0 oben beschriebener
Kultur beimpft. Während der Agarbehandlung muß das Rührwerk mit etwa 200 Umdrehungen
umlaufen.
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Soll erst nach der Vergärung eine Homogenisierung erfolgen, so erwärmt
man den Saft sofort nach der Herstellung auf 35 bis 38° C und beimpft ihn. Nach
der Impfung läßt man das Rührwerk wie auch im vorigen Fall mit 50 Umdrehungen laufen.
Die Temperatur wird durch einen Thermostaten z. B. zwischen 35 und 38, doch näher
an 38° C, konstant gehalten. Da das Gärgefäß mit einem Deckel verschlossen sein
soll, legt man zweckmäßig Kohlensäure über den Saft. Nach 4 Stunden soll der PH-Wert
auf 5,0 und nach 10 bis 12 Stunden, unter Umständen in noch kürzerer Zeit, auf 4,0
gesunken sein. Ist diese Wasserstoffionenkonzentration erreicht, wird der Saft schnell
auf 60° C erwärmt (unter Umlauf des Rührwerkes mit 200 Umdrehungen), der flüssigeWasseragar
zugesetzt, auf 20° C heruntergekühlt, um den Agar-Agar in feinster Verteilung zum
Gerinnen zu bringen, die Temperatur wieder auf 60° C erhöht und bei dieser Temperatur
der Saft auf Flaschen gefüllt. Beim Füllen der Flaschen ist zu beachten, daß diese
bis obenhin gefüllt werden, damit beim Verschließen kein Luftraum entsteht. Die
Flaschen werden anschließend sofort bei 60° C 10 Minuten pasteurisiert. Kühlen die
Flaschen dann ab, so entsteht ein luftleerer Raum, der zur Haltbarkeit des Saftes
beiträgt. Es ist ratsam, von jeder Herstellung einige Flaschen herauszugreifen,
sie 8 Tage lang bei 35 bis 38° C aufzubewahren und auf diese Weise ihre Haltbarkeit
zu prüfen.
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Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß hergestellte Säfte, z. B.
Möhrensaft, von unbegrenzter Haltbarkeit sind und ihre Qualität sich im Laufe der
Lagerung ganz ähnlich wie beim Wein verbessert. Möhrensaft z. B. hatte einen außerordentlich
angenehmen, durststillenden, erfrischenden, aromatischen Geschmack, ohne aber seinen
Grundcharakter verloren zu haben. Der manchen Menschen leicht widerstehende, etwas
dumpfe Geschmack war verschwunden, und der Saft hatte mehr die Eigenschaften eines
Erfrischungsgetränkes angenommen.
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Da die Zelleiber der Milchsäurebakterien im Saft verbleiben, tritt
durch die Vergärung eine Herabminderung des Vitamingehaltes (besonders an- B-Vitamin)
nicht ein. Der Karotingehalt von Möhrensaft betrug 4,6 bis 4,8 mg auf 100 ccm Saft.
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Das Verfahren zur biologischen Saftkonservierung nach der Erfindung
gilt für solche vegetabilischen Säfte mit keiner oder ungenügender Menge Säure,
die aus z. B. Möhren, Sellerie, Roten Rüben, Gemüse, Gurken, Tomaten, Brennesseln
u. dgl. hergestellt sind, wobei aber zu berücksichtigen ist, daß Säfte vonVegetabilien
mit geschmacklich nicht feststellbaren Zuckermengen vor der Vergärung mit so viel
Zucker, z. B. 3°/o, versetzt werden, daß der Saft deutlich süß schmeckt.
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Sollen die Säfte mit Vitaminen, z. B. B- und C-Vitaminen, angereichert
werden, so empfiehlt es sich, z. B. Saft von schwarzen Johannisbeeren u. a. und
Hefe vor der Pasteurisierung zuzusetzen. Solche Säfte verlieren dann allerdings
ihren Grundcharakter, können aber unter der Bezeichnung naturechter Vitaminsäfte
in den Verbrauch gehen.
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Die sich im Handel befindenden Rohsäfte waren, sofern nicht chemische
Konservierungsmittel angewendet wurden (Tomatensäfte u. a.), was von Reformkreisen
als hauptsächlichen Verbrauchern dieser Produkte abgelehnt wird, wegen ihrer geringen
Haltbarkeit außerordentlich schwer auf Vorrat zu halten bzw. zu liefern. So konnten
diese Rohsäfte, z. B. Möhrensaft, meistens nur auf Bestellung gekauft werden und
waren in den Monaten Mai, Juni, Juli und August überhaupt nicht erhältlich. Möhrensaft
z. B., der am Vormittag verkauft werden sollte, mußte frühmorgens und solcher, der
am Nachmittag an den Kunden gelangen sollte, vormittags hergestellt werden. Die
Ware, die nicht am gleichen Tage verkauft werden konnte, war am nächsten Tage wertlos
geworden.
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Die Herstellung von Rohsäften nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erzielt somit eine außerordentliche Verbesserung erstens der Säfte selbst und zweitens
ihrer Lieferung an den Kunden und drittens überhaupt die Möglichkeit ihrer Vorratshaltung,
die sich auch in einer Verbilligung der Säfte bemerkbar macht. Die Geschäfte können
große Läger an solchen Säften unterhalten, und der Kunde braucht sich z. B. um seinen
Möhrensaft nicht jeden Tag zu bemühen, sondern kann seinen Wochen- oder Monatsbedarf
auf einmal decken.
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Weiterhin gewinnen die Säfte an medizinischer Bedeutung, da die mit
ihnen vergorenen Milchsäurebakterien, z. B. Pflanzenmilchsäurebakterien, außer der
physiologisch wertvollen Milchsäure Stoffwechselprodukte bilden, die auf den Intestinaltraktus
sehr vorteilhaft einwirken.