Wie die Gärung abläuft. Oxidation und Fermentation in der Teeherstellung




Liebe Freunde, wir möchten mit Ihnen einen kurzen Auszug aus dem Buch Wild Fermentation: The Flavor, Nutrition, and Craft of Live-Culture Foods, 2nd Edition ", 2nd edition) teilen.

Der Autor des Buches – „der Rockstar der amerikanischen Kochszene“ – laut New York Times Autodidakt, Antiglobalist, Downshifter und offen schwul – Sandor Elix Katz. Dieses Buch fällt, wie Sie wahrscheinlich schon erraten haben, aus der Reihe der eleganten kulinarischen "Bücher für die Kaffeetafel" (wie es in der angelsächsischen Welt üblich ist, gewichtige und farbenfrohe Bände zu nennen, deren Zweck darin besteht, darauf zu liegen der Tisch im Wohnzimmer und eher ein Dekorationselement als eine Wissensquelle) .

Besonders hervorzuheben sind die Fotografien in diesem Buch, die beim Betrachten den Eindruck erwecken, als seien sie rein zufällig entstanden. Aber dieses Buch ist wirklich voller einzigartiger Informationen: wie Maniok fermentiert wird, nationale äthiopische Kuchen aus Teffmehl gebacken werden, Kwas in Russland hergestellt wird (ja, sogar das!) und vieles mehr. Der theoretische Teil enthält Daten aus den Bereichen Anthropologie, Geschichte, Medizin, Ernährung und Mikrobiologie. Das Buch enthält eine große Anzahl von Rezepten: Sie sind in mehrere thematische Teile unterteilt (Kochen von fermentiertem Gemüse, Brot, Wein, Milchprodukten).

Wir geben hier eine sehr freie Übersetzung des Kapitels über die vorteilhaften Eigenschaften der Fermentation.

Zahlreiche gesundheitliche Vorteile fermentierter Lebensmittel

Fermentierte Lebensmittel haben einen lebendigen Geschmack und lebendige Nährstoffe. Ihr Geschmack ist normalerweise ausgeprägt. Denken Sie an duftende gereifte Käsesorten, saures Sauerkraut, säuerliche Miso-Paste, reichhaltige edle Weine. Natürlich können wir sagen, dass der Geschmack einiger fermentierter Produkte nicht jedermanns Sache ist. Die Menschen haben jedoch schon immer den einzigartigen Geschmack und die appetitlichen Aromen geschätzt, die Lebensmittel durch die Arbeit von Bakterien und Pilzen erhalten.

Aus praktischer Sicht ist der Hauptvorteil von fermentierten Lebensmitteln, dass sie länger haltbar sind. Die am Fermentationsprozess beteiligten Mikroorganismen produzieren Alkohol, Milch- und Essigsäure. All diese „Biokonservierungsmittel“ tragen dazu bei, Nährstoffe zu erhalten und das Wachstum pathogener Bakterien zu hemmen, wodurch der Verderb von Lebensmitteln verhindert wird.

Gemüse, Obst, Milch, Fisch und Fleisch verderben schnell. Und als es möglich war, ihren Überschuss zu bekommen, nutzten unsere Vorfahren alle verfügbaren Mittel, um die Lebensmittelvorräte so lange wie möglich zu halten. In der gesamten Menschheitsgeschichte wurde die Fermentation dafür überall eingesetzt: von den Tropen bis zur Arktis.

Kapitän James Cook war ein berühmter englischer Entdecker des 18. Jahrhunderts. Dank seiner aktiven Arbeit erweiterten sich die Grenzen des britischen Empire erheblich. Darüber hinaus erhielt Cook von der Royal Society of London – der führenden wissenschaftlichen Gesellschaft in Großbritannien – Anerkennung dafür, dass er Mitglieder seines Teams von Skorbut (einer Krankheit, die durch akuten Vitamin-C-Mangel verursacht wird) geheilt hat.Cook konnte die Krankheit besiegen, weil er während seiner Expeditionen einen großen Vorrat an Sauerkraut an Bord nahm.(das erhebliche Mengen an Vitamin C enthält).

Dank seiner Entdeckung konnte Cook viele neue Länder entdecken, die dann unter die Herrschaft der britischen Krone kamen und ihre Macht stärkten, darunter die Hawaii-Inseln, wo er später getötet wurde.

Die Ureinwohner der Inseln, die Polynesier, überquerten den Pazifischen Ozean und ließen sich mehr als 1000 Jahre vor dem Besuch von Captain Cook auf den Hawaii-Inseln nieder. Interessant ist die Tatsache, dass fermentierte Lebensmittel ihnen geholfen haben, lange Reisen zu überleben, ebenso wie Cooks Team! In diesem Fall „poi“, ein Brei aus der dichten, stärkehaltigen Taro-Wurzel, der auf Hawaii und im Südpazifik immer noch beliebt ist.

Taro-Wurzel:


Poi-Brei aus Taro-Wurzel:


Die Fermentation ermöglicht nicht nur die Erhaltung der vorteilhaften Eigenschaften von Nährstoffen, sondern hilft dem Körper auch, sie aufzunehmen.. Viele Nährstoffe sind komplexe chemische Verbindungen, aber während des Fermentationsprozesses werden komplexe Moleküle in einfachere Elemente zerlegt.

Als Beispiel für eine solche Umwandlung von Eigenschaften während der Fermentation seien Sojabohnen genannt. Dies ist ein einzigartiges, proteinreiches Produkt. Ohne Fermentation ist Soja jedoch für den menschlichen Körper praktisch unverdaulich (manche behaupten sogar, es sei giftig). Während des Fermentationsprozesses werden komplexe Sojaproteinmoleküle abgebaut und dadurch Aminosäuren gebildet, die der Körper bereits aufnehmen kann. Gleichzeitig werden in Sojabohnen enthaltene Pflanzengifte abgebaut und neutralisiert. Als Ergebnis erhalten wir traditionelle fermentierte Sojaprodukte wie zSojasauce, Misopaste und Tempeh.

Heutzutage haben viele Menschen Schwierigkeiten, Milch zu verdauen. Der Grund ist Laktoseintoleranz - Milchzucker. Die Milchsäurebakterien in Milchprodukten wandeln Laktose in Milchsäure um, die viel leichter verdaulich ist.

Dasselbe passiert mit Gluten, einem Protein in Getreide. Bei der bakteriellen Fermentation mit Starterkulturen (im Gegensatz zur Hefefermentation, die heute am häufigsten beim Brotbacken verwendet wird) werden Glutenmoleküle abgebaut undFermentiertes Gluten ist leichter verdaulich als unfermentiertes Gluten.

Nach Ansicht von Experten der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen) sind fermentierte Lebensmittel eine Quelle lebenswichtiger Nährstoffe. Die Organisation arbeitet aktiv daran, die Popularität fermentierter Lebensmittel auf der ganzen Welt zu steigern. Nach Angaben der Fermentationsorganisationerhöht die Bioverfügbarkeit (d. h. die Fähigkeit des Körpers, eine bestimmte Substanz aufzunehmen) von Mineralienin Produkten vorhanden.

Bill Mollison, Autor von The Permaculture Book of Ferment and Human Nutrition, nennt Fermentation eine „Form der Vorverdauung“. Die "Vorverdauung" ermöglicht es Ihnen auch, bestimmte in Lebensmitteln enthaltene Giftstoffe abzubauen und zu neutralisieren. Als Beispiel haben wir bereits Sojabohnen genannt.

Ein weiteres Beispiel für den Prozess der Neutralisierung von Toxinen istManiok-Fermentation(auch bekannt als Yucca oder Maniok). Es ist ein in Südamerika beheimatetes Wurzelgemüse, das später in Äquatorialafrika und Asien zu einem Grundnahrungsmittel wurde.

Cassava kann hohe Konzentrationen von Cyanid enthalten. Der Gehalt dieser Substanz hängt stark von der Art des Bodens ab, auf dem die Hackfrüchte wachsen. Wenn das Cyanid nicht neutralisiert wird, kann Maniok nicht gegessen werden: Es ist einfach giftig. Um das Toxin zu entfernen, wird häufig ein gewöhnliches Einweichen verwendet: Dazu werden geschälte und grob gehackte Knollen etwa 5 Tage in Wasser gelegt. Auf diese Weise können Sie das Cyanid abbauen und Maniok nicht nur sicher zum Verzehr machen, sondern auch die darin enthaltenen nützlichen Substanzen erhalten.

Maniokwurzel sammeln:

Fermentierte Soja-Miso-Paste verschiedener Art mit Zusatzstoffen:


Aber nicht alle Giftstoffe in Lebensmitteln sind so gefährlich wie Zyanid. Zum Beispiel enthalten Getreide, Hülsenfrüchte (sowie Nüsse - Anm. d. Red.) eine Verbindung namensPhytinsäure. Diese Säure hatFähigkeit, Zink, Kalzium, Eisen, Magnesium und andere Mineralien zu binden. Infolgedessen werden diese Mineralien nicht vom Körper aufgenommen. Die Fermentation von Getreide durch Vorweichen baut Phytinsäure ab und erhöht somit den Nährwert von Getreide, Hülsenfrüchten und Nüssen.

Es gibt andere potenziell toxische Substanzen, die durch Fermentation abgeschwächt oder neutralisiert werden können. Darunter sind Nitrite, Blausäure, Oxalsäure, Nitrosamine, Lektine und Glucoside.

Durch die Fermentation werden nicht nur „pflanzliche“ Giftstoffe abgebaut, das Ergebnis dieses Prozesses sind neue Nährstoffe.
So wird während seines LebenszyklusStarterbakterien produzieren B-Vitamine, darunter Folsäure (B9), Riboflavin (B2), Niacin (B3), Thiamin (B1) und Biotin (B7, H). Enzymen wird auch oft die Produktion von Vitamin B12 zugeschrieben, das in pflanzlichen Lebensmitteln nicht vorkommt. Allerdings sind nicht alle mit dieser Sichtweise einverstanden. Es gibt eine Version, dass die in fermentierten Sojabohnen und Gemüse enthaltene Substanz tatsächlich nur in gewisser Weise Vitamin B12 ähnelt, aber seine aktiven Eigenschaften nicht hat. Diese Substanz wird "Pseudovitamin" B12 genannt.

Einige der Enzyme, die während des Fermentationsprozesses produziert werdenso tun als Antioxidantien, das heißt, sie entfernen freie Radikale aus den Zellen des menschlichen Körpers, die als Vorläufer von Krebszellen gelten.

Milchsäurebakterien (die insbesondere in Sauerteigbrot, aber auch in Joghurt, Kefir und anderen fermentierten Milchprodukten vorkommen - Anm. d. Red.) helfen bei der Produktion von Omega-3-Fettsäuren, die für die normale Funktion der Zellmembran lebenswichtig sind der menschlichen Zellen und des Immunsystems.

Bei der Fermentation von Gemüse entstehen Isothiocyanate und Indol-3-Carbinol. Es wird angenommen, dass diese beiden Substanzen vorhanden sind Antikrebs Eigenschaften.

Verkäufer von "natürlichen Nahrungsergänzungsmitteln" sind oft "stolz", dass "bei ihrem Anbau eine große Menge nützlicher Naturstoffe produziert wird". Wie zum Beispiel Superoxiddismutase oder GTF-Chrom (eine Chromart, die vom menschlichen Körper leichter aufgenommen wird und zur Aufrechterhaltung eines normalen Blutzuckerspiegels beiträgt) oder entgiftende Verbindungen: Glutathion, Phospholipide, Verdauungsenzyme und Beta 1, 3 Glukane. Um ehrlich zu sein, verliere ich einfach (die Worte des Autors des Buches) das Interesse an der Unterhaltung, wenn ich solche pseudowissenschaftlichen Fakten höre. Es ist durchaus möglich, ohne molekulare Analyse zu verstehen, wie nützlich ein Produkt ist.

Vertrauen Sie Ihren Instinkten und Geschmacksknospen. Hören Sie auf Ihren Körper: Wie fühlen Sie sich nach dem Verzehr eines bestimmten Produkts? Fragen Sie, was die Wissenschaft dazu sagt. Forschungsergebnisse bestätigen, dass Fermentation den Nährwert von Lebensmitteln erhöht.

Vielleicht,Der größte Nutzen fermentierter Lebensmittel liegt gerade in den Bakterien selbst, die den Fermentationsprozess durchführen. Sie werden auch gerufen Probiotika. Viele fermentierte Lebensmittel enthalten kompakte Kolonien von Mikroorganismen: Zu solchen Kolonien gehören viele Arten einer großen Vielfalt von Bakterien. Erst jetzt beginnen Wissenschaftler zu verstehen, wie Bakterienkolonien die Arbeit unserer Darmflora beeinflussen.Das Zusammenspiel von Mikroorganismen in fermentierten Lebensmitteln mit den Bakterien unseres Verdauungssystems kann die Funktion des Verdauungs- und Immunsystems verbessern., psychologische Aspekte der Gesundheit und des allgemeinen Wohlbefindens.

Allerdings bleiben nicht alle fermentierten Lebensmittel „am Leben“, wenn sie unseren Tisch erreichen. Einige von ihnen können aufgrund ihrer Beschaffenheit keine lebenden Bakterien enthalten. Brot zum Beispiel muss bei hoher Temperatur gebacken werden und kann nicht als Quelle für Präbiotika dienen (die Vorteile von Brot sind unterschiedlich, wir werden sie in diesem Artikel nicht berücksichtigen). Und dies führt zum Tod aller darin enthaltenen lebenden Organismen.

Fermentierte Produkte erfordern keine ähnliche Zubereitungsmethode, es wird empfohlen, sie zu konsumieren, wenn sie noch lebende Bakterien enthalten, dh ohne Wärmebehandlung (in unserer russischen Realität - Sauerkraut, Gurken: eingeweichte Preiselbeeren, Äpfel, Pflaumen; verschiedene Arten von lebender Kwas; Kombucha-Getränk; nicht pasteurisierte Weine aus lebenden Trauben, nicht pasteurisierte Milchprodukte mit kurzer Haltbarkeit wie: Kefir, fermentierte Backmilch, Acidophilus, Tan, Matsoni, Kumiss; Bauernkäse usw., ed.). Und in dieser Form sind fermentierte Lebensmittel am nützlichsten.

Sauerkraut, eingelegte Äpfel:

Lesen Sie die Produktetiketten sorgfältig durch. Denken Sie daran, dass viele der fermentierten Lebensmittel, die in Geschäften verkauft werden, pasteurisiert oder auf andere Weise gekocht werden. Dadurch verlängern Sie die Haltbarkeit, töten aber Mikroorganismen ab. Auf dem Etikett von fermentierten Lebensmitteln ist häufig der Satz „enthält lebende Kulturen“ zu sehen. Diese Aufschrift weist darauf hin, dass im Endprodukt noch lebende Bakterien vorhanden sind.

Leider leben wir in einer Zeit, in der Geschäfte größtenteils Halbfabrikate verkaufen, die für den Massenverbraucher bestimmt sind, und es schwierig ist, lebende Bakterien in solchen Produkten zu finden. Wer wirklich „lebendige“ fermentierte Lebensmittel auf dem Tisch haben möchte, muss sie gut suchen oder selbst zubereiten.

„Lebende“ fermentierte Lebensmittel sind gut für die Gesundheit des Verdauungssystems. Daher sind sie zur Behandlung von Durchfall und Ruhr wirksam. Lebensmittel mit lebenden Bakterien tragen zur Bekämpfung der Kindersterblichkeit bei.

In Tansania wurde eine Studie durchgeführt, die die Säuglingssterblichkeitsrate untersuchte. Die Wissenschaftler beobachteten Säuglinge, die nach dem Abstillen mit unterschiedlicher Formel gefüttert wurden. Einige Kinder wurden mit Brei aus fermentiertem Getreide gefüttert, andere mit gewöhnlichem.

Babys, die mit fermentiertem Brei gefüttert wurden, hatten etwa die Hälfte der Häufigkeit von Durchfall im Vergleich zu denen, die mit nicht fermentiertem Brei gefüttert wurden. Der Grund ist, dass die Milchsäuregärung das Wachstum der Bakterien hemmt, die Durchfall verursachen.

Laut einer anderen in der Zeitschrift Nutrition veröffentlichten Studie ( Ernährung), Eine reiche Darmflora hilft, die Entwicklung von Erkrankungen des Verdauungstrakts zu verhindern. Milchsäurebakterien „bekämpfen potenzielle Krankheitserreger, indem sie sich an Rezeptoren auf Darmschleimhautzellen anheften“. So können Krankheiten mit Hilfe der „Ökoimmunernährung“ behandelt werden.

Das Wort selbst ist natürlich nicht so einfach auszusprechen. Aber ich mag trotzdem den Begriff „Ökoimmunernährung“. Es impliziert, dass das Immunsystem und die bakterielle Mikroflora des Körpers als Ganzes funktionieren.

Das bakterielle Ökosystem besteht aus Kolonien verschiedener Mikroorganismen. Und ein solches System kann mit Hilfe einer bestimmten Ernährung geschaffen und aufrechterhalten werden. Der Verzehr von Lebensmitteln mit einem hohen Anteil an lebenden Bakterien ist eine Möglichkeit, ein bakterielles Ökosystem im Körper aufzubauen.

Eingeweichte Preiselbeeren, Pflaumen:



Teepilz:


Dieses Buch wurde mehrfach ausgezeichnet. Zusätzlich zu ihr in Katz' Bibliographie:

Das große Kombucha-Buch

Die wilde Weisheit des Unkrauts

Art Natural Cheese Making

Revolution Will Not Be Microvaved: Inside America's Underground Food Movements ("Die Revolution wird nicht in der Mikrowelle gekocht: ein Einblick in die unterirdischen Gastroströme des modernen Amerikas").

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fermentiertes Lebensmittelprodukt Temp - nützliche Eigenschaften und Anwendungen


Tempe (engl. Tempeh) ist ein fermentiertes Lebensmittelprodukt aus Sojabohnen.

Kochen

Tempeh ist in Indonesien und anderen südostasiatischen Ländern beliebt. Der Prozess der Herstellung von Tempeh ähnelt dem Prozess der Fermentation von Käse. Tempeh wird aus ganzen Sojabohnen hergestellt. Die Sojabohnen werden aufgeweicht, dann geöffnet oder geschält und gekocht, aber nicht durchgegart. Dann werden ein Oxidationsmittel (normalerweise Essig) und ein Starter mit nützlichen Bakterien hinzugefügt. Unter der Wirkung dieser Bakterien wird ein fermentiertes Produkt erhalten, das einen komplexen Geruch hat, der mit Nüssen, Fleisch oder Pilzen verglichen wird, und wie Hühnchen schmeckt.

Bei niedrigen Temperaturen oder starker Belüftung entwickelt Tempeh manchmal Sporen in Form von harmlosen grauen oder schwarzen Flecken auf der Oberfläche. Dies ist normal und beeinträchtigt weder den Geschmack noch den Geruch des Produkts. Tempeh in fertiger Qualität riecht leicht nach Ammoniak, aber dieser Geruch sollte nicht sehr stark sein.

Tempeh wird normalerweise in Briketts mit einer Dicke von etwa 1,5 cm hergestellt. Tempeh wird als verderbliches Produkt eingestuft und kann nicht lange gelagert werden, daher ist es außerhalb Asiens schwer zu finden.

NützlichEigenschaften und Anwendung

In Indonesien und Sri Lanka wird Tempeh als Grundnahrungsmittel konsumiert. Tempeh ist reich an Eiweiß. Dank der Fermentation während des Herstellungsprozesses ist Tempeh-Protein leichter verdaulich und wird vom Körper aufgenommen. Tempeh ist eine gute Quelle für Ballaststoffe, weil enthält eine große Menge Ballaststoffe, im Gegensatz zu Tofu, dem Ballaststoffe fehlen.

Meistens wird Tempeh in Stücke geschnitten in Pflanzenöl unter Zugabe anderer Produkte, Saucen und Gewürze gebraten. Manchmal wird Tempeh in einer Marinade oder salzigen Sauce eingeweicht. Es ist einfach zuzubereiten: Die Zubereitung dauert nur wenige Minuten. Die fleischähnliche Textur ermöglicht es, Tempeh anstelle von Fleisch in Burgern oder anstelle von Hähnchen in einem Salat zu verwenden.

Fertiges Tempeh wird mit einer Beilage, in Suppen, in Eintöpfen oder gebratenen Gerichten, aber auch als eigenständiges Gericht serviert. Aufgrund seines geringen Kaloriengehalts wird Tempeh als diätetisches und vegetarisches Gericht verwendet.

Verbindung

Tempeh enthält eine Reihe nützlicher Mikroorganismen, die typisch für fermentierte Lebensmittel sind und krankheitserregende Bakterien hemmen. Außerdem enthält es Phytate, die radioaktive Elemente binden und aus dem Körper entfernen. Tempeh ist, wie alle Sojaprodukte, sehr protein- und ballaststoffreich. Die bei der Tempeh-Herstellung verwendete Pilzkultur enthält Bakterien, die Vitamin B12 produzieren, das die Aufnahme von radioaktivem Kobalt hemmt.

Merkwürdige Tatsache

Tempeh, wie andere Sojaprodukte, passt nicht gut zu allen tierischen Eiweißprodukten und tierischen Fetten, aber gut zu Fisch und Meeresfrüchten. Essen Sie Sojaprodukte nicht zusammen mit anderen Hülsenfrüchten.

Tempeh-Kalorien

Kaloriengehalt von Tempeh - von 90 bis 150kcal in 100 g des Produkts, je nach Zubereitungsmethode.

Biopolymere


Allgemeine Information
Es gibt zwei Haupttypen von Biopolymeren: Polymere, die aus lebenden Organismen stammen, und Polymere, die aus erneuerbaren Ressourcen stammen, aber polymerisiert werden müssen. Beide Arten werden zur Herstellung von Biokunststoffen verwendet. Biopolymere, die in lebenden Organismen vorhanden sind oder von ihnen hergestellt werden, enthalten Kohlenwasserstoffe und Proteine ​​(Eiweiße). Sie können bei der Herstellung handelsüblicher Kunststoffe verwendet werden. Beispiele beinhalten:

In lebenden Organismen vorhandene/gebildete Biopolymere

Biopolymer

natürliche Quelle Charakteristisch
PolyesterBakterienSolche Polyester werden durch natürliche chemische Reaktionen erhalten, die von bestimmten Bakterienarten erzeugt werden.
StärkeGetreide, Kartoffeln, Weizen usw. Ein solches Polymer ist eine der Möglichkeiten, Kohlenwasserstoffe in Pflanzengeweben zu speichern. Es besteht aus Glukose. Es fehlt in tierischen Geweben.
ZelluloseHolz, Baumwolle, Getreide, Weizen usw. Dieses Polymer besteht aus Glukose. Es ist der Hauptbestandteil der Zellmembran.
SojaproteinSojabohnenProtein in Sojabohnen gefunden.

Moleküle aus nachwachsenden natürlichen Ressourcen können zur Verwendung bei der Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen polymerisiert werden.

Essen natürliche Quellen in Kunststoff einpolymerisiert

Biopolymer

natürliche Quelle Charakteristisch
Milchsäure Rüben, Getreide, Kartoffeln usw. Hergestellt durch Vergärung zuckerhaltiger Rohstoffe wie Rüben und Verarbeitung der Stärke aus Getreide, Kartoffeln oder anderen Stärkequellen. Polymerisiert zu Polymilchsäure, einem Polymer, das in der Kunststoffindustrie verwendet wird.
TriglyceridePflanzenöle Sie bilden den Großteil der Lipide, die Bestandteil aller pflanzlichen und tierischen Zellen sind. Pflanzenöle sind eine mögliche Quelle für Triglyceride, die in Kunststoffe polymerisiert werden können.

Zur Herstellung von Kunststoffmaterialien aus Pflanzen werden zwei Methoden verwendet. Die erste Methode basiert auf Fermentation, während die zweite die Pflanze selbst zur Herstellung von Kunststoff verwendet.

Fermentation
Der Fermentationsprozess verwendet Mikroorganismen, um organisches Material in Abwesenheit von Sauerstoff zu zersetzen. Gegenwärtige herkömmliche Verfahren verwenden gentechnisch veränderte Mikroorganismen, die speziell für die Bedingungen entwickelt wurden, unter denen die Fermentation stattfindet, und das Material, das durch den Mikroorganismus abgebaut wird. Derzeit gibt es zwei Ansätze zur Herstellung von Biopolymeren und Biokunststoffen:
- Bakterielle Polyester-Fermentation: An der Fermentation sind die Bakterien Ralstonia eutropha beteiligt, die den Zucker von geernteten Pflanzen wie Getreide verwenden, um ihre eigenen zellulären Prozesse anzutreiben. Ein Nebenprodukt solcher Prozesse ist ein Polyester-Biopolymer, das anschließend aus Bakterienzellen extrahiert wird.
- Fermentation von Milchsäure: Milchsäure wird durch Fermentation aus Zucker gewonnen, ähnlich dem Verfahren zur direkten Herstellung von Polyesterpolymeren unter Beteiligung von Bakterien. Bei diesem Fermentationsprozess fällt jedoch als Nebenprodukt Milchsäure an, die dann in einem konventionellen Polymerisationsprozess zu Polymilchsäure (PLA) verarbeitet wird.

Kunststoffe aus Pflanzen
Pflanzen haben großes Potenzial, zu Kunststofffabriken zu werden. Dieses Potenzial kann mit Hilfe der Genomik maximiert werden. Die daraus resultierenden Gene können mithilfe von Technologien, die die Entwicklung neuer Kunststoffmaterialien mit einzigartigen Eigenschaften ermöglichen, in Getreide eingebracht werden. Diese Gentechnik gab Wissenschaftlern die Möglichkeit, die Pflanze Arabidopsis thaliana zu erschaffen. Es enthält Enzyme, die Bakterien zur Herstellung von Kunststoffen verwenden. Das Bakterium erzeugt Kunststoff, indem es Sonnenlicht in Energie umwandelt. Die Wissenschaftler übertrugen das für dieses Enzym kodierende Gen auf eine Pflanze und ermöglichten so die Produktion von Kunststoff in den zellulären Prozessen der Pflanze. Nach der Ernte wird der Kunststoff mit einem Lösungsmittel aus der Pflanze gelöst. Die aus diesem Prozess resultierende Flüssigkeit wird destilliert, um das Lösungsmittel von dem resultierenden Kunststoff zu trennen.

Markt für Biopolymere


Schließt die Lücke zwischen synthetischen Polymeren und Biopolymeren
Etwa 99 % aller Kunststoffe werden aus wichtigen nicht erneuerbaren Energiequellen hergestellt oder gewonnen, darunter Erdgas, Naphtha, Rohöl, Kohle, die bei der Herstellung von Kunststoffen sowohl als Rohstoffe als auch als Energiequelle verwendet werden. Früher galten Agrarrohstoffe als alternativer Rohstoff für die Kunststoffherstellung, doch seit mehr als einem Jahrzehnt erfüllen sie nicht mehr die Erwartungen der Entwickler. Das Haupthindernis für die Verwendung von Kunststoffen auf Basis landwirtschaftlicher Rohstoffe waren ihre Kosten und begrenzte Funktionalität (Feuchtigkeitsempfindlichkeit von Stärkeprodukten, Sprödigkeit von Polyoxybutyrat) sowie mangelnde Flexibilität bei der Herstellung von Spezialkunststoffmaterialien.


Voraussichtliche CO2-Emissionen

Eine Kombination von Faktoren, steigende Ölpreise, zunehmendes weltweites Interesse an erneuerbaren Ressourcen, zunehmende Besorgnis über Treibhausgasemissionen und ein Fokus auf die Abfallwirtschaft haben das Interesse an Biopolymeren und effizienten Methoden zu ihrer Herstellung wiederbelebt. Neue Technologien für Anbau- und Verarbeitungsanlagen können den Kostenunterschied zwischen Biokunststoffen und synthetischen Kunststoffen verringern und die Materialeigenschaften verbessern (Biomer entwickelt beispielsweise Typen von PHB (Polyhydrocybutyrat) mit erhöhter Schmelzfestigkeit für durch Extrusion hergestellte Folien). Wachsende Umweltbedenken und Anreize auf gesetzlicher Ebene, insbesondere in der Europäischen Union, haben das Interesse an biologisch abbaubaren Kunststoffen geweckt. Die Umsetzung der Prinzipien des Kyoto-Protokolls erfordert auch besonderes Augenmerk auf die vergleichende Effizienz von Biopolymeren und synthetischen Materialien in Bezug auf Energieverbrauch und CO2-Emissionen. (In Übereinstimmung mit dem Kyoto-Protokoll verpflichtet sich die Europäische Gemeinschaft, die Treibhausgasemissionen im Zeitraum 2008-2012 um 8 % gegenüber dem Stand von 1990 zu reduzieren, während sich Japan verpflichtet, diese Emissionen um 6 % zu reduzieren).
Es wird geschätzt, dass stärkebasierte Kunststoffe zwischen 0,8 und 3,2 Tonnen CO2 pro Tonne im Vergleich zu einer Tonne aus fossilen Brennstoffen gewonnenen Kunststoffen einsparen können, wobei diese Spanne den Anteil an erdölbasierten Copolymeren widerspiegelt, die in Kunststoffen verwendet werden. Für alternative Kunststoffe auf Basis von Ölgetreide wird die Treibhausgaseinsparung in CO2-Äquivalenten auf 1,5 Tonnen pro Tonne Polyol aus Rapsöl geschätzt.

Weltmarkt für Biopolymere
In den nächsten zehn Jahren wird erwartet, dass sich das schnelle Wachstum des globalen Marktes für Kunststoffmaterialien, das in den letzten fünfzig Jahren beobachtet wurde, fortsetzen wird. Der heutige Pro-Kopf-Verbrauch von Kunststoffen in der Welt wird voraussichtlich von 24,5 kg auf 37 kg im Jahr 2010 steigen. Dieses Wachstum wird hauptsächlich von den Vereinigten Staaten, Westeuropa und Japan angetrieben, aber eine starke Beteiligung wird von Südost- und Ostasien und Indien erwartet. die in diesem Zeitraum etwa 40 % des globalen Kunststoffverbrauchsmarktes ausmachen dürften. Auch der weltweite Verbrauch von Kunststoffen wird voraussichtlich von heute 180 Millionen Tonnen auf 258 Millionen Tonnen im Jahr 2010 steigen, mit einem deutlichen Wachstum in allen Polymerkategorien, da Kunststoffe weiterhin traditionelle Materialien wie Stahl, Holz und Glas ersetzen. Nach einigen Expertenschätzungen werden Biokunststoffe in diesem Zeitraum zwischen 1,5 % und 4,8 % des gesamten Kunststoffmarktes fest einnehmen können, was je nach technologischem Entwicklungsstand und mengenmäßig zwischen 4 und 12,5 Millionen Tonnen liegen wird Forschung auf dem Gebiet neuer Biokunststoffe, Polymere. Laut Toyota-Management wird bis 2020 ein Fünftel des globalen Kunststoffmarktes von Biokunststoffen besetzt sein, was 30 Millionen Tonnen entspricht.

Marketingstrategien für Biopolymere
Die Entwicklung, Verfeinerung und Umsetzung einer effektiven Marketingstrategie ist der wichtigste Schritt für jedes Unternehmen, das eine bedeutende Investition in Biopolymere plant. Trotz der garantierten Entwicklung und des Wachstums der Biopolymerindustrie gibt es bestimmte Faktoren, die nicht ignoriert werden dürfen. Folgende Fragestellungen bestimmen Vermarktungsstrategien für Biopolymere, deren Produktion und Forschungsaktivitäten in diesem Bereich:
- Auswahl eines Marktsegments (Verpackung, Landwirtschaft, Automobil, Bau, Zielmärkte). Verbesserte Verarbeitungstechnologien für Biopolymere sorgen für eine effizientere Verwaltung makromolekularer Strukturen, wodurch neue Generationen von „Verbraucher“-Polymeren mit teureren „Spezial“-Polymeren konkurrieren können. Darüber hinaus entsteht mit der Verfügbarkeit neuer Katalysatoren und eines verbesserten Steuerungssystems für den Polymerisationsprozess eine neue Generation spezialisierter Polymere, die für funktionelle und strukturelle Zwecke entwickelt wurden und neue Märkte schaffen. Beispiele sind biomedizinische Anwendungen von Implantaten in der Zahnheilkunde und Chirurgie, die schnell wachsen.
- Basistechnologien: Fermentationstechnologien, Pflanzenproduktion, Molekularwissenschaft, Produktion von Rohstoffen für Rohstoffe, Energiequellen oder beides, Verwendung von gentechnisch veränderten oder nicht veränderten Organismen im Prozess der Fermentation und Biomasseproduktion.
- Umfang der Unterstützung durch die öffentliche Ordnung und das gesetzliche Umfeld im Allgemeinen: recycelte Kunststoffe konkurrieren bis zu einem gewissen Grad mit biologisch abbaubaren Polymeren. Staatliche Vorschriften und Gesetze in Bezug auf Umwelt und Recycling können sich positiv auf den steigenden Absatz von Kunststoffen für verschiedene Polymere auswirken. Die Erfüllung der Verpflichtungen des Kyoto-Protokolls dürfte die Nachfrage nach bestimmten biobasierten Materialien erhöhen.
- Entwicklung der Lieferkette in der fragmentierten Biopolymerindustrie und die kommerziellen Auswirkungen von Skaleneffekten im Vergleich zu Verbesserungen der Produkteigenschaften, die zu höheren Preisen verkauft werden können.

Biologisch abbaubare und erdölfreie Polymere


Kunststoffe mit geringer Umweltbelastung
Es gibt drei Gruppen von biologisch abbaubaren Polymeren auf dem Markt. Dies sind PHA (Phytohämagglutinin) oder PHB, Polylactide (PLA) und Polymere auf Stärkebasis. Andere Materialien, die kommerzielle Anwendungen im Bereich biologisch abbaubarer Kunststoffe haben, sind Lignin, Zellulose, Polyvinylalkohol, Poly-E-Caprolacton. Es gibt viele Hersteller, die Mischungen biologisch abbaubarer Materialien herstellen, entweder um die Eigenschaften dieser Materialien zu verbessern oder um die Produktionskosten zu senken.
Um die Verarbeitungsparameter und die Zähigkeit zu verbessern, werden PHB und seine Copolymere mit einer Reihe von Polymeren mit unterschiedlichen Eigenschaften gemischt: biologisch abbaubar oder nicht abbaubar, amorph oder kristallin mit unterschiedlichen Schmelz- und Glasübergangstemperaturen. Blends werden auch verwendet, um die Eigenschaften von PLA zu verbessern. Herkömmliches PLA verhält sich ähnlich wie Polystyrole und zeigt Sprödigkeit und geringe Bruchdehnung. Aber zum Beispiel die Zugabe von 10–15 % Eastar Bio, ein biologisch abbaubares Erdölprodukt auf Polyesterbasis, hergestellt von Novamont (ehemals Eastman Chemical), erhöht die Viskosität und dementsprechend den Biegemodul sowie die Zähigkeit erheblich. Um die biologische Abbaubarkeit zu verbessern und gleichzeitig Kosten zu senken und Ressourcen zu schonen, können polymere Materialien mit Naturprodukten wie Stärke gemischt werden. Stärke ist ein halbkristallines Polymer, das aus Amylase und Amylopektin mit je nach Pflanzenmaterial unterschiedlichen Verhältnissen besteht. Stärke ist wasserlöslich und die Verwendung von Kompatibilisatoren kann für das erfolgreiche Mischen dieses Materials mit ansonsten inkompatiblen hydrophoben Polymeren entscheidend sein.

Vergleich der Eigenschaften von Biokunststoffen mit herkömmlichen Kunststoffen

Vergleich von PLA und stärkebasierten Kunststoffen mit herkömmlichen erdölbasierten Kunststoffen

Eigenschaften (Einheiten) LDPE PP PLA PLA Stärkebasis Stärkebasis
Spezifisches Gewicht (g / cm 2) <0.920 0.910 1.25 1.21 1.33 1.12
Zugfestigkeit (MPa) 10 30 53 48 26 30
Zugfestigkeit (MPa) - 30 60 - 12
Zugmodul (GPa) 0.32 1.51 3.5 - 2.1-2.5 0.371
Zugdehnung (%) 400 150 6.0 2.5 27 886
Izod-Kerbfestigkeit (J/m) keine Pause4 0.33 0.16 - -
Biegemodul (GPa) 0.2 1.5 3.8 1.7 0.18

Eigenschaften von PHB im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen

Eigenschaften von Biomer PHB im Vergleich zu PP, PS und PE

Zugfestigkeit Dehnung am Bruchufer A Modul
Biomer P22618 - 730
15-20 600 150-450
Biomer L900070 2.5 3600
PS 30-50 2-4 3100-3500

In Bezug auf die Vergleichskosten sind bestehende erdölbasierte Kunststoffe günstiger als Biokunststoffe. Zum Beispiel kostet hochdichtes Polyethylen (HDPE) in industrieller und medizinischer Qualität, das auch in Verpackungen und Konsumgütern verwendet wird, zwischen 0,65 und 0,75 US-Dollar pro Pfund. Der Preis für Polyethylen niedriger Dichte (LDPE - LDPE) beträgt 0,75 bis 0,85 Dollar pro Pfund. Polystyrole (PS) kosten 0,65 bis 0,85 $ pro Pfund, Polypropylene (PP) durchschnittlich 0,75 bis 0,95 $ pro Pfund und Polyethylenterephthalate (PET) 0,90 bis 1,25 $ pro Pfund. Im Vergleich dazu kosten Polylactidkunststoffe (PLA) zwischen 1,75 und 3,75 $ pro Pfund, aus Stärke gewonnene Polycaprolactone (PCL) 2,75 bis 3,50 $ pro Pfund, Polyoxybutyrate (PHB) - 4,75 bis 7,50 $ pro Pfund. Unter Berücksichtigung der vergleichbaren allgemeinen Preise sind Biokunststoffe derzeit 2,5- bis 7,5-mal teurer als herkömmliche herkömmliche erdölbasierte Kunststoffe. Vor fünf Jahren waren ihre Kosten jedoch 35- bis 100-mal höher als die der bestehenden nicht erneuerbaren Äquivalente auf Basis fossiler Brennstoffe.

Polylactide (PLA)
PLA ist ein biologisch abbaubarer Thermoplast, der aus Milchsäure gewonnen wird. Es ist wasserfest, verträgt aber keine hohen Temperaturen (>55°C). Da es in Wasser unlöslich ist, können Mikroben in der Meeresumwelt es auch zu CO2 und Wasser abbauen. Der Kunststoff ähnelt reinem Polystyrol, hat gute ästhetische Eigenschaften (Glanz und Klarheit), ist aber zu steif und spröde und muss für die meisten praktischen Anwendungen modifiziert werden (d. h. seine Elastizität wird durch Weichmacher erhöht). Wie die meisten Thermoplaste lässt es sich durch Thermoformen oder Spritzgießen zu Fasern, Folien verarbeiten.


Struktur von Polylactid

Bei der Herstellung wird das Getreide in der Regel zunächst zu Stärke gemahlen. Anschließend wird durch Verarbeitung der Stärke Rohdextrose gewonnen, die sich während der Fermentation in Milchsäure umwandelt. Milchsäure wird koaguliert, um Lactid herzustellen, ein cyclisches Dimer-Zwischenprodukt, das als Monomer für Biopolymere verwendet wird. Lactid wird durch Vakuumdestillation gereinigt. Das lösungsmittelfreie Schmelzverfahren öffnet dann die Ringstruktur für die Polymerisation, wodurch ein Polymilchsäurepolymer hergestellt wird.


Zugmodul


Gekerbte Izod-Stärke


Biegemodul


Zugdehnung

NatureWorks, eine Tochtergesellschaft von Cargill, dem größten Privatunternehmen in den USA, stellt Polylactid-Polymer (PLA) aus erneuerbaren Ressourcen mit proprietärer Technologie her. Nach 10 Jahren Forschung und Entwicklung bei NatureWorks und einer Investition von 750 Millionen US-Dollar wurde 2002 das Cargill Dow Joint Venture (jetzt eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von NatureWorks LLC) mit einer Jahreskapazität von 140.000 Tonnen gegründet. Aus Getreide gewonnene Polylactide, die unter den Markennamen NatureWorks PLA und Ingeo vertrieben werden, werden hauptsächlich in Thermoverpackungen, extrudierten Folien und Fasern verwendet. Das Unternehmen entwickelt auch die technischen Möglichkeiten von Spritzgussprodukten.


Kompostbehälter aus PLA

PLA muss wie PET getrocknet werden. Die Verarbeitungstechnologie ähnelt der von LDPE. Rezyklate können repolymerisiert oder gemahlen und wiederverwendet werden. Das Material ist vollständig biologisch abbaubar. Ursprünglich zum Formen von thermoplastischen Platten, Folien und Fasern verwendet, wird dieses Material heute auch zum Blasformen verwendet. Getreidebasierte Kunststoffe ermöglichen wie PET eine Reihe unterschiedlicher und komplexer Flaschenformen in allen Größen und werden von Biota zum Streckblasen von Flaschen für hochwertiges Quellwasser verwendet. NatureWorks PLA-Einschichtflaschen werden ohne Produktivitätsverlust auf denselben spritz-/orientierten Blasformanlagen geformt, die auch für PET verwendet werden. Obwohl die Barrierewirkung von NatureWorks PLA geringer ist als die von PET, kann es mit Polypropylen konkurrieren. Darüber hinaus entwickelt SIG Corpoplast derzeit den Einsatz seiner „Plasmax“-Beschichtungstechnologie für solche alternativen Materialien, um die Barrierewirkung zu erhöhen und damit das Anwendungsspektrum zu erweitern. NatureWorks-Materialien haben nicht die Hitzebeständigkeit von Standardkunststoffen. Sie beginnen bereits bei etwa 40 °C ihre Form zu verlieren, aber der Anbieter macht große Fortschritte bei der Entwicklung neuer Typen, die die Hitzebeständigkeit von erdölbasierten Kunststoffen aufweisen und damit neue Anwendungen für heiße Lebensmittelverpackungen und auf dem Markt verkaufte Getränke eröffnen Essen zum Mitnehmen oder in der Mikrowelle erhitzte Speisen.

Kunststoffe, die die Ölabhängigkeit verringern
Das zunehmende Interesse, die Abhängigkeit der Polymerproduktion von Erdölressourcen zu verringern, treibt auch die Entwicklung neuer Polymere oder Formulierungen voran. Angesichts der zunehmenden Notwendigkeit, die Abhängigkeit von Erdölprodukten zu verringern, wird besonderes Augenmerk auf die Bedeutung der Maximierung der Nutzung erneuerbarer Ressourcen als Rohstoffquelle gelegt. Ein typisches Beispiel ist die Verwendung von Sojabohnen für die Herstellung von biobasiertem Sojapolyol als Hauptrohstoff für Polyurethan.
Die Kunststoffindustrie verwendet jedes Jahr mehrere Milliarden Pfund Füll- und Verstärkungsstoffe. Verbesserte Formulierungstechnologie und neue Bindemittel, die eine höhere Beladung mit Fasern und Füllstoffen ermöglichen, tragen dazu bei, die Verwendung dieser Additive zu erweitern. In naher Zukunft könnten Faserbeladungsgrade von 75 Promille übliche Praxis werden. Dies wird einen enormen Einfluss auf die Reduzierung der Verwendung von erdölbasierten Kunststoffen haben. Die neue Technologie hochgefüllter Verbundwerkstoffe weist einige sehr interessante Eigenschaften auf. Studien des thermoplastischen Verbundwerkstoffs aus 85 % Kenaf haben gezeigt, dass seine Eigenschaften wie Biegemodul und Festigkeit den meisten Arten von Holzpartikeln und Spanplatten mit niedriger und mittlerer Dichte überlegen sind und in einigen Anwendungen sogar mit OSB-Platten konkurrieren können.

Verwendung: mikrobiologische und Lebensmittelindustrie. Kern der Erfindung: Ein Verfahren zur Hemmung des Bakterienwachstums in alkoholischen Fermentationsmedien wird durchgeführt, indem dem Fermentationsmedium ein Polyester-Ionophor-Antibiotikum in einer Konzentration von 0,3–3,0 ppm zugesetzt wird. 2 s.p.f-ly, 2 Tabellen, 2 Abb.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hemmung des Bakterienwachstums in alkoholischen Gärmedien. Es ist bekannt, dass Anlagen zur alkoholischen Gärung nicht unter sterilen Bedingungen arbeiten und daher Bakterienpopulationen enthalten können, die Konzentrationen von 10 4 bis 10 6 Mikroorganismen/ml und in Extremfällen sogar noch mehr erreichen. Diese Mikroorganismen können zur Familie der Lactobacillus gehören, können aber auch andere Arten von Mikroorganismen wie Streptococcus, Bacillus, Pediococcus, Clostridium oder Leuconostoc umfassen (siehe Tabelle 1). Alle diese Bakterien haben die Fähigkeit, organische Säuren zu bilden. Übersteigt die Bakterienkonzentration in der Population 10 6 Mikroorganismen/ml, kann die Bildung organischer Säuren ein erhebliches Ausmaß erreichen. Bei Konzentrationen über 1 g/l können solche organischen Säuren das Wachstum und die Fermentation von Hefe stören und zu einer Verringerung der Pflanzenproduktivität um 10–20 % oder mehr führen. In einigen Rohstoffen wie Wein, Apfelwein oder ihren Produkten können solche Bakterien auch Glycerin in Acrolein umwandeln, eine krebserregende Verbindung, die im endgültigen Alkoholprodukt für den menschlichen Verzehr vorkommt. Um die negativen Wirkungen zu verhindern, die durch das übermäßige Wachstum von Bakterien im Fermentationsmedium verursacht werden, werden daher bakteriostatische und/oder bakterizide Verfahren benötigt, die den Fermentationsprozess nicht nachteilig beeinflussen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Antibiotika zu verwenden, wie Penicillin, Laktozid, Nisin, die in Fermentationsmedien, insbesondere aus Melasse, Stärke und Getreide bei der Alkoholherstellung eingebracht werden (1). Der Nachteil solcher Methoden liegt entweder in der geringen Aktivität des Antibiotikums oder darin, dass einige Antibiotika (Penicillin) zur Bildung von Mutantenstämmen führen, die gegen die Wirkung des Antibiotikums resistent sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Mängel zu beseitigen. Dieses Problem wird unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens gelöst, gemäß dem ein Polyester-Ionophor-Antibiotikum eines bakteriostatischen oder bakteriziden Mittels in das Fermentationsmedium eingeführt wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann mit einer großen Vielzahl von Fermentationsmedien verwendet werden, einschließlich Zuckerrübensaft, Zuckerrohrsaft, verdünnter Zuckerrübenmelasse, verdünnter Zuckerrohrmelasse, Hydrolysat von Getreide (z. B. Mais oder Weizen), Hydrolysat von Stärke Knollen (wie Kartoffeln oder Topinambur), Wein, Weinnebenerzeugnisse, Apfelwein sowie dessen Nebenerzeugnisse. Daher können alle stärke- oder zuckerhaltigen Materialien, die mit Hefe zur Herstellung von Alkohol (Ethanol) fermentiert werden können, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die resultierende Bakterienkontrolle reduziert die Probleme, die durch das Vorhandensein von Bakterien und die von ihnen produzierten organischen Säuren verursacht werden, erheblich. Die Polyester-Ionophore, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beeinflussen die Hefe (Saccharomices sp.) und den Fermentationsprozess nicht nachteilig. Polyether-Ionophor-Antibiotika, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind alle Antibiotika, die Hefe nicht signifikant beeinflussen und die eine bakteriostatische und/oder bakterizide Wirkung auf Bakterien haben, die organische Säuren im Fermentationsmedium produzieren. Am nützlichsten in der vorliegenden Erfindung sind Antibiotika, die gegen die in der Tabelle aufgelisteten Bakterien wirksam sind. 1 (siehe oben). Bevorzugte Polyester-Ionophor-Antibiotika sind Monensin, Lazalozid, Salinomycin, Narasin, Maduramycin und Semduramycin. Mehr bevorzugt sind Monensin, Lazalozid und Salinomycin, das am meisten bevorzugte Antibiotikum ist jedoch Monensin. Fermentationsmedien, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung effektiv verarbeitet werden können, umfassen Rohstoffe wie zum Beispiel Zuckerrübensaft, Zuckerrohrsaft, verdünnte Zuckerrübenmelasse, verdünnte Zuckerrohrmelasse, Hydrolysat von Getreide (zum Beispiel Mais oder Mais). Weizen), Hydrolysat von Stärkeknollen (z. B. Kartoffel oder Topinambur), Wein, Nebenerzeugnisse der Weinbereitung, Apfelwein und Nebenerzeugnisse seiner Herstellung. Daher können alle stärke- oder zuckerhaltigen Materialien, die mit Hefe zur Herstellung von Alkohol (Ethanol) fermentiert werden können, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Polyether-Ionophor-Antibiotika sind hochstabile Verbindungen. Sie zersetzen sich im Laufe der Zeit oder bei hohen Temperaturen nicht leicht. Dies ist für Vergärungsanlagen wichtig, weil: 1. sie unter normalen Betriebsbedingungen der Vergärungsanlage viele Tage aktiv bleiben; 2. sie bleiben bei den hohen Temperaturen aktiv, die während der enzymatischen Hydrolyse vor der Getreide- oder Knollenfermentation auftreten (z. B. 2 Stunden bei 90°C oder 1,5 Stunden bei 100°C). Diese Verbindungen sind im Handel erhältlich und werden von pharmazeutischen Unternehmen geliefert. Experimente wurden mit verschiedenen Polyester-Ionophor-Antibiotika wie Monensin, Lazalozid und Salinomycin unter Verwendung von auf Zuckerrübenmelasse basierendem Fermentationsausgangsmaterial durchgeführt. Durchgeführte Experimente haben das Vorhandensein von bakteriostatischen oder bakteriziden Konzentrationen bestätigt, die im Bereich von etwa 0,5 bis 1,5 ppm liegen. Unter bakteriostatischen Bedingungen hört das Wachstum der Bakterienpopulation auf und es kann festgestellt werden, dass der Gehalt an organischen Säuren in der Population nicht zunimmt. Bei bakteriziden Konzentrationen nimmt die Bakterienpopulation ab und daher steigt die Konzentration an organischen Säuren nicht an. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine bakteriostatisch oder bakterizid wirksame Menge mindestens eines Polyesterionophor-Antibiotikums in das Fermentationsmedium eingebracht. Vorzugsweise wird dem Fermentationsmedium mindestens ein Polyester-Ionophor-Antibiotikum in einer Konzentration von etwa 0,3 bis 3 ppm zugesetzt. Am bevorzugtesten beträgt die Konzentration des Polyester-Ionophor-Antibiotikums etwa 0,5 bis 1,5 ppm. Der erfindungsgemäße Polyesterionophor verhindert oder hemmt das Wachstum von Bakterien im Fermentationsmedium, ohne die Hefe bei Konzentrationen bis zu 100 ppm zu beeinträchtigen. Die Bakterienflora kann bei einer Konzentration von 10 4 Mikroorganismen/ml und darunter aufrechterhalten werden, was zu einem nahezu vollständigen Ausbleiben der Bildung organischer Säuren führt. Daher können Bakterien die alkoholische Gärung nicht wesentlich reduzieren. Unter diesen Bedingungen tragen Bakterien normalerweise nicht zur Bildung von Acrolein bei. Bei Konzentrationen von etwa 0,5 ppm wirkt das Antibiotikum bakterizid und ermöglicht somit eine reduzierte Keimzahl. In ABB. 1 zeigt die Verringerung der Bakterienpopulation in verdünnter Melasse nach der Zugabe von Monensin; in Abb. 2 – die Wirkung von Monensin auf die Bakterienpopulation in einem kontinuierlichen Fermentationsprozess in einer Industrieanlage. Beispiel 1 Wirkung von Monensin auf die Konzentration von Lachobacillus buchneri. Verschiedene Konzentrationen von Monensin werden verdünnter Zuckerrübenmelasse zugesetzt und der Säuregehalt und die Konzentration von Mikroorganismen gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle dargestellt. 2. Beispiel 2 Stabilität und bakterizide Wirkung von Monensin in Melassesaft. Ein verdünnter Melassesaft, der 10 6 Mikroorganismen/ml enthält, wird mit Monensin in einer Konzentration von 1 ppm injiziert. Abbildung 1 zeigt die Abnahme der Bakterienpopulation nach 20 Tagen bei einer Temperatur von 33 °C. Wiederaufnahme des Bakterienwachstums wurde beobachtet. Diese Daten zeigen, dass Monensin für 20 Tage bei 33°C unter normalen Betriebsbedingungen der Fermentationseinheit aktiv bleibt. Beispiel 3 Industrielle Verwendung von Monensin. Ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Es bezieht sich auf eine alkoholische Gärungsanlage, die kontinuierlich betrieben wird. Das Fermentationsmedium ist Melasse mit 14 % Zucker (ca. 300 g/l). Die Durchflussmenge beträgt 40–50 m 3 /h, die Temperatur 33 °C. Am 7. Tag übersteigt die Kontamination mit Mikroorganismen 10 6 Mikroorganismen/ml. Am 8. Tag wird die Behandlung begonnen, indem eine aktive Menge Monensin (gelöst in Ethanol) in den Fermenter eingeführt wird. Diese Monensinkonzentration wird 24 Stunden lang aufrechterhalten, indem ein Anreicherungsfutter eingeführt wird, das Monensin in derselben Konzentration enthält. Am Tag 9 wird die Zugabe von Monensin zum Rohmaterial gestoppt. Unmittelbar nach Beginn der Behandlung beginnt die Bakterienpopulation schnell abzunehmen. Diese Abnahme hält bis zum 10. Tag an, dh innerhalb von 24 Stunden nach Beendigung der Behandlung. In diesem Stadium wird Monensin aus dem Fermentationsmedium ausgewaschen und das Bakterienwachstum setzt sich langsam fort. Sie ist über die nächsten 15 Tage kontrollierbar, dies liegt jedoch an der geringeren Belastung nach der Behandlung.

Beanspruchen

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Hemmung des Bakterienwachstums in alkoholischen Gärmedien durch Zugabe eines Antibiotikums zum Fermentationsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass als Antibiotikum ein Polyesterionophor-Antibiotikum verwendet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterionophor-Antibiotikum dem Fermentationsmedium in einer Konzentration von 0,3 bis 3,0 ppm zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antibiotikum einem Fermentationsmedium auf Basis von Saft oder Melasse von Zuckerrüben oder Zuckerrohr, oder Stärkehydrolysat aus Getreide oder Knollen, oder Wein- oder Mostbereitungsmedien zugesetzt wird.

Wenn Sie in ein Geschäft kommen oder eine Reihe von Themenseiten besuchen, müssen Sie sich wahrscheinlich mit den Konzepten von hochfermentierten, halbfermentierten und anderen Ableitungen des Wortes „fermentiert“ auseinandersetzen. Die bedingte Einteilung aller Tees nach dem „Fermentationsgrad“ wird anerkannt und scheinbar nicht diskutiert. Was ist hier unverständlich. Grün - unvergoren, rot stark, nachfermentierter Pu-Erh. Aber wollen Sie tiefer graben? Fragen Sie beim nächsten Mal den Berater, wie er „postfermentierten“ Tee versteht. Und schau.

Sie kennen den Trick bereits. Dieses Wort kann nicht erklärt werden. Nachfermentiert ist ein Kunstwort, dessen einziger Zweck darin besteht, ein Manöver zu machen und Pu-Erh in das bedingte System der Aufteilung von Tees „nach Fermentationsgrad“ einzufügen.

Enzymatische Oxidation

Das Problem einer solchen Verwirrung hängt damit zusammen, dass der Begriff „ Oxidationsprozesse" auf der " Fermentation". Nein, Gärung findet auch statt, aber wann – das bleibt abzuwarten. Was die Oxidation betrifft.

Was wissen wir über Sauerstoff?

Rechts ist eine frische Apfelscheibe. Links - nach Oxidation an der Luft.

Im Zusammenhang mit dem Material ist die hohe chemische Aktivität des Elements, nämlich die Oxidationsfähigkeit, zu beachten. Jeder stellt sich vor, wie im Laufe der Zeit eine Scheibe eines Apfels oder einer Banane schwarz wird. Was ist los? Sie schneiden einen Apfel auf und verletzen damit die Unversehrtheit der dortigen Zellmembranen. Saft wird freigesetzt. Substanzen im Saft interagieren mit Sauerstoff und provozieren das Auftreten einer Redoxreaktion. Es treten Reaktionsprodukte auf, die es vorher nicht gab. Bei einem Apfel ist dies beispielsweise Fe 2 O 3 -Eisenoxid, das eine braune Farbe hat. und er ist für die Verdunkelung verantwortlich.

Was wissen wir über Tee?

Bei den meisten Tees gibt es im technologischen Prozess eine Zerkleinerungsstufe, deren Zweck es ist, die Zellmembran zu zerstören (siehe Artikel über). Um Parallelen zu einem Apfel zu ziehen, interagieren die Substanzen im Saft mit Sauerstoff aus der Luft. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Redoxreaktion nicht die einzige ist. Tee ist ein Bio-Produkt. In jedem lebenden System gibt es spezielle Verbindungen von Enzymen, sie sind auch Enzyme, die chemische Reaktionen beschleunigen. Wie Sie sich denken können, stehen sie nicht „abseits“, sondern nehmen aktiv teil. Es stellt sich eine ganze Kette chemischer Umwandlungen heraus, wenn die Produkte einer Reaktion weiteren chemischen Umwandlungen unterzogen werden. Und so mehrmals. Dieser Vorgang wird als enzymatische Oxidation bezeichnet.

Die Bedeutung von Sauerstoff in einem solchen Prozess zeigt sich bei der Herstellung von rotem Tee (vollständig oxidierter oder auch „vollständig fermentierter Tee“ genannt). Um einen konstanten Sauerstoffgehalt in dem Raum aufrechtzuerhalten, in dem roter Tee hergestellt wird, ist es notwendig, ihn bereitzustellen Luftwechsel bis zu 20 Mal pro Stunde dabei steril. Sauerstoff ist in diesem Fall die Basis.

Reines Pu-Erh und Gärung

Fragen wir uns noch einmal: "Was wissen wir über Pu-Erh?" Wie wird es produziert? Schauen Sie sich die Bilder unten an. Ja, das ist das zukünftige shu pu-erh, und so wird es gemacht.

"Voduy" ist der Prozess der künstlichen Alterung von Pu-Erh. Jingu-Fabrik.

Was sehen wir? Geschlossener Raum, ein riesiger Teehaufen für mehrere Tonnen, bedeckt mit dicker Sackleinen, ein Thermometer mit einer Markierung von 38 Grad Celsius. Was sehen wir nicht? Ein Zeichen von Feuchtigkeit in diesem Raum. Glauben Sie mir - sie geht durch die Decke. Was meinst du, dringt Sauerstoff unter der Sackleinen in die Eingeweide des Mähhaufens? Können wir über Oxidation sprechen? Die Antwort liegt nahe. Natürlich nicht! Was passiert dann mit Tee unter solchen Bedingungen?

Pu-erh als Produkt der lebenswichtigen Aktivität von Mikroorganismen

Waren Sie schon einmal in den Kellern altmodischer Mietshäuser? Wahrscheinlich nicht, aber stellen Sie sich vor, was Sie erwartet. Stumpfheit und Feuchtigkeit. Pilze breiten sich entlang der Wände aus und Kolonien von Bakterien und Mikroorganismen fliegen in die Luft. Für sie ist hohe Temperatur und Luftfeuchtigkeit ein idealer Lebensraum und Brutplatz. Kehren wir zu gestapelten Haufen von Pu-Erh-Rohstoffen zurück - alle die gleichen idealen Bedingungen. Das Vorhandensein von Bakterien ist eine Voraussetzung für die Produktion von sowohl Shu als auch Sheng Pu-Erh. Enzyme von Mikroorganismen beeinflussen Umwandlungen im Tee. So laufen chemische Reaktionen bei der Zubereitung von Pu-Erh unter dem Einfluss von externen und internen (aus dem Tee selbst) Enzymen ab. Oxidationsreaktionen sind aber praktisch ausgeschlossen. Dies ist der reine Prozess der Fermentation.

Wichtigste Schlussfolgerungen:

  • Die Fermentation in reiner Form findet nur in Pu-Erh statt. In anderen Tees enzymatische Oxidation. Bei Rot und Oolong ist dieser Vorgang wünschenswert. Im übrigen ist es unerwünscht und stoppt möglichst schnell durch Wärmebehandlung.
  • Die bedingte Aufteilung von Tees „nach dem Fermentationsgrad“ ist nicht ganz richtig.
  • Bei der Herstellung von Oolong und rotem Tee ist das Vorhandensein von Sauerstoff in der Luft von größter Bedeutung, um die Oxidationsreaktion sowie die Sterilität der Umgebung aufrechtzuerhalten.
  • Bei der Herstellung von Pu-Erh sind der Gehalt an Mikroorganismen in Teerohstoffen, Feuchtigkeit und Temperatur für deren gesteigerte Vitalaktivität von größter Bedeutung.
  • Postfermentierter Tee ist ein künstliches Konzept, das dazu dient, Pu-Erh in das System der Aufteilung von Tees nach dem Grad der Fermentation einzufügen, hat jedoch keine angemessene physikalische Bedeutung.