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Verfahren zur Herstellung eines aufgeschlossenen, diätetischen Mehles
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aufgeschlossenen diätetischen
Mehles mit linearen Stärkemolekülketten.
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Es sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von Getreide bekannt,
von denen jedoch keines die erfindungsgemäße Kombination der einzelnen Verfahrensmaßnahmen
wiedergibt, die zur Gewinnung eines besonderen. aufgeschlossenen Mehles mit linearer
Struktur der Stärkemoleküle führt.
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So wird z. B. Korn bis zu 20 Minuten bei Raumtemperatur in wäßriger
saurer Lösung von einen pll-Wert unter 7, vorzugsweise unter 1 zur Inaktivierung
der Lipase behandelt. Ein anderes Verfahren zur Erhöhung des Nährwertes von Kleie
erfolgt durch Aufschluß mit verdünnter Milchsäure. Nach einem weiteren Verfahren
zur Behandlung von Weizen durch Tränken mit Phosphorsäure wird ein gut verarbeitbarer
zäher Teig angestrebt. Auch ist eine Säurebehandlung von Getreide zur Aufbesserung
der Farbe bereits durchgeführt worden. Ferner hat man einen Quellprozeß des Getreides
unter Zufuhr von Sauerstoff ausgeführt, um nachteilige Folgen der intramolekularen
Atmung zu vermeiden. Ein anderes bekanntes Verfahren befaßt sich mit dem Heißwalzen
und anschließendem Abkühlen der schalenhaltigen Kornteile.
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Es ist in Fachkreisen bekannt, daß die Mehle der bekannten Körnerfrüchte,
wie sie nach den heute üblichen Verfahren gewonnen werden (bei denen der Prozentsatz
des beim Sichten des Mahlgutes Ausgeschiedenen sehr hoch ist, um das Mehl für längere
Zeit lagerfähig zu machen), für die Verbraucher des Mehles eine Reihe von schweren
Nachteilen mit sich bringen, die auf physiologische und biochemische Unzulänglichkeiten
dieser Mehle zurückzuführen sind.
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Insbesondere bleibt bei allen Mehlen sämtlicher Getreidearten - ganz
unabhängig von ihrer Herstellung und ihrem späteren Zubereiten - die 1-6-Bindung
der Polysaccharide, die insbesondere beim Menschen weder durch Verdauungssäfte noch
von der Darmfiora angegriffen wird, erhalten. Außerdem ergibt die schnelle Wirkung
der industriell hergestellten Hefen - zumal bei einer in Bäckereibetrieben oft unzweckmäßig
eingestellten Temperatur - meist keine genügende Einwirkungsdauer und nicht den
zweckmäßigen pl-Wert; es werden auch nicht diejenigen Bedingungen erreicht, wie
sie für die zum Aufschluß der Mehle oder ihre »Vorverdauung« notwendigen chemischen
oder biochemischen Prozesse erforderlich sind.
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Die bekannten, sehr stark gesichteten bzw. gesiebten Mehle haben
eine zu hohe Basizität, um eine einwandfreie Wirkung der Verdauungsfermente und
das geeignete Zusammenwirken der Vitamine zu ermöglichen. Die für die Verdauung
oder Ausnutzung maßgebende Qualität eines Mehles hängt insbesondere von dem Gleichgewicht
zwischen drei physikalischen Faktoren ab, welche durch den pH-Wert, den Widerstand
und das Vermögen zur Auslösung von Oxydo-Reduktionsprozessen gegeben sind. Bei den
üblichen Mehlen sind die beiden zuletzt genannten Größen stets viel zu niedrig.
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Das Sieben oder Sichten des Mehles entfernt - je nach seinem Ausmaß
- einen Anteil zwischen 30 und 80°/o der ursprünglich in dem Getreide enthaltenen
Enzyme oder Fermente und Vitamine. Wenn der Keimling des Getreidekornes nicht abgetrennt
wird, so sind Lipoide und Phospholipoide vorhanden, die ein schnelles Ranzigwerden
des entsprechenden Mehles herbeiführen; im umgekehrten Falle (wie er bei den »klassischen«
Mehlen vorliegt) fallen infolge der Abwesenheit der obengenannten Stoffe eine Reihe
von Gliedern in der Kette der Verdauungsvorgänge aus, die für diese Prozesse notwendig
sind.
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Schließlich sind in den meisten üblichen Mehlen wegen des weitgetriebenen
Sichtens oder Siebens das Gluten und die Proteine in ungenügenden Mengen vorhanden
und wenig assimilierbar, da sie nicht in geeigneter Weise aufgeschlossen sind. Dieser
Aufschluß der wesentlichen im Getreide enthaltenen Wirkstoffe bildet nun den Zweck
oder die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die durch Verarbeitung der üblichen Mehle erhaltenen Produkte, beispielsweise
Dauer- und insbeson-
dere Weißbrot, enthalten weder die notwendige
Menge noch die erforderlichen Arten von Enzymen (Fermenten) und Vitaminen in dem
für die einwandfreie Assimilation durch höhere Lebewesen (Menschen oder Tiere) unbedingt
notwendigen Verhältnis.
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Hierdurch ist die große Häufigkeit von Störungen der Verdauung, der
Herztätigkeit und des Nervensystems bedingt, die zu noch schwerwiegenderen Schäden
der Gefäße des Herzens und des Gehirns führen können (s. die Berichte von Gounelle
und Gofman, Pre cis de Chimie biologique, J. E. Courtois, 1959).
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Die Störungen lassen sich biologisch identifizieren und kontrollieren
(übermäßig hohe Blutviskosität; erhebliche Vermehrung der 2 a-Euglobuline, der neutralen
und sauren Polysaccharide; Umwandlung der Kohlenhydrate in Lipoide [vgl. die Arbeit
von Dr. Jean de Larebeyrette, die im Jahre 1957 unter dem Titel »Traite sur 1'Hemogliase«
erschienen ist).
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Die durch Fütterung mit üblichen Mehlen der normalen Getreidearten
auftretenden Störungen bei Tieren machen das Fleisch für den Genuß und die Konservierung
unbrauchbar.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aufgeschlossenen,
diätetischen Mehles, das sämtliche für die Ernährung wesentlichen Getreidestoffe
enthält, einen guten Nährboden für Hefen liefert, beim Kochen oder Backen schnell
»gar« wird und ein biologisches Gleichgewicht beim Menschen aufrechterhält, das
geeignet ist, Stoffwechselkrankheiten zu vermeiden oder ihre Entwicklung zu verhindern.
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Das neue Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß
man nötigenfalls zuvor in an sich bekannter Weise gewaschene und gereinigte Getreidekörner
in einer sauren wäßrigen Flüssigkeit mit einem Sauerstoffgehalt von 2 bis 6 cm/1,
einem pll-Wert von 4,2 bis 6,8, einer Temperatur zwischen 15 und 650 C, einer elektrischen
Leitfähigkeit zwischen 8,7¢10-3 und 5,5 10-3 S/cm und einem RH.,-Wert zwischen 250
und 450 während einer Zeit zwischen 1 und 10 Stunden einer autolytischen Aufschlußreaktion
unterwirft, bei der der zunächst unter 5 liegende p-Wert nach seinem Ansteigen auf
etwa 6,8 durch Zugabe einer Phosphorsäure auf etwa 5,6 eingestellt wird und die
so aufgeschlossenen Körner in an sich bekannter Weise mittels Heißwalzen unter hohem
Druck zu einem dünnen Film zerquetscht und gleichzeitig trocknet.
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Die so nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Mehle haben
nicht die obenerwähnten Nachteile der auf üblichem Wege hergestellten Mehle und
weisen darüber hinaus eine Reihe zusätzlicher Vorteile oder günstiger Wirkungen
auf.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können vor allem sehr wesentliche
Änderungen im stereochemischen Aufbau der Ketten der Stärkemoleküle herbeigeführt
werden, die ihre verzweigte Struktur verlieren und gerade Ketten bilden (es läßt
sich insbesondere der Bruch der 1-6-Bindungen der Polysaccharide feststellen). Das
neue Verfahren gestattet weiterhin, die fermentativen Aufschlußprozesse sehr weit
zu treiben und plötzlich zu unterbrechen, die Lipode zu stabilisieren - was jedes
unerwünschte Ranzigwerden der Mehle verhindert - und eine Umwandlung der Proteine
im Sinne einer Autolyse herbeizuführen, ohne sie bis zur Bildung von Aminosäuren
abzubauen.
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Der Beginn der fermentativen Autolyse, die erfindungsgemäß in einer
flüssigen Phase durchgeführt wird, welche Ferment-Vitamin-Wirkstoffe und Phosphorverbindungen
enthält, ist von besonderer Bedeutung; vor allem deshalb, weil man dadurch 1. ein
kräftiges, natürliches Einsetzen eines harmonischen Ablaufs der Autolysestufen erzielt,
indem ein Fermentsubstrat entsprechend den Bedingungen von Michaelis vorhanden ist
und sich der Vorgang unter bestimmten Bedingungen für die Temperatur, die Zeit,
den pH-Wert, das Redoxpotential, den elektrischen Widerstand und die Sauerstoffwirkung
abspielt, die gemeinsam ganz bestimmte kritische Bedingungen schaffen, welche jederzeit
auf günstige Werte eingestellt werden müssen, um die höchste fermentative Wirkung
zu erzielen; 2. die grundlegenden biologischen Bedingungen erhält, die - wie von
allen Biologen anerkannt -für die Verdauung und Ausnutzung der Körnerfrüchte durch
höhere tierische Wesen notwendig sind, d. h., es sind in dem Mengenanteil der Stärke
genau angepaßten Verhältnismengen gleichzeitige bestimmte Wirkstoffe anwesend, insbesondere
a) Vitamin-Gruppen BI, B2, B6 usw., b) für jedes Getreide spezifische Enzyme oder
Fermente (a- und fl-Amylase, 5-Phosphatasen usw.), c) phosphorylierend wirkende
Stoffe (z. B.
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Orthophosphorsäure), die unbedingt notwendig sind, damit der Organismus
seine eigenen Cofermente oder -enzyme aufbauen kann, die ihrerseits spezifisch und
unentbehrlich sind, und deren natürlicher Verbrauch während der Assimilation durch
eine äquivalente Zufuhr kompensiert werden muß, die durch die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in geeigneter Weise möglich wird.
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Die bekannten Mehle haben demgegenüber ein Defizit von im Mittel
30 bis 800/0 an Vitaminen, 50 bis 60 0in an Fermenten oder Enzymen und enthalten
im allgemeinen nur 350 mg Phosphor anstatt 1450 mg je 100 g gesamter Körnermasse.
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Diese üblichen Mehle - selbst wenn sie nachträglich mit den fehlenden
Stoffen angereichert werden -wurden noch keiner Aufschließung unterworfen, die eine
»Vorverdauung« darstellt und die zu ihrer Durchführung die obenerwähnte gleichzeitige
Anwesenheit genügender Mengen von Ferment-Vitamin-Körpern und phosphorylierenden
Substanzen während der sauren thermokatalytischen Behandlung nötig macht. Das Verfahren
gemäß der Erfindung, das sich in einem katalytisch wirkenden Medium abspielt, nutzt
das vollständige Getreidekorn mit seinem gesamten spezifischen und harmonischen
Anteil an Vitaminen, Fermenten und Phosphorverbindungen aus. Es benutzt hierzu eine
katalytische Flüssigkeit, die einerseits mit dem spezifischen konzentrierten Autolysat
angereichert ist, das aus der gleichen Getreideart gewonnen wird, wie sie behandelt
werden soll und andererseits eine verdünnte, den geeigneten Wert aufweisende Lösung
von Orthophosphorsäure enthält, deren zweite Säurefunktion (PK2 = 6,82) als bekanntlich
bester biologischer Puffer (im Bereich der anzuwendenden pH-Werte sowohl beim erfindungsgemäßen
Verfahren
als auch den natürlichen Prozessen des intermediären Stoffwechsels) in der Lage
ist: a) Ohne sich zu zersetzen, die unbedingt notwendigen und natürlichen Schritte
der Oxydoreduktion, der Spaltung und einer reversiblen As so ziation der Kohlenstoffradikale
herbeizuführen, b) zur Bildung von Estern der Osen (Mono- und Disaccharide) zu führen,
die an sämtlichen notweidigen Verdauungsreaktionen der Lipoide, der Kohlehydrate
und Proteide teilnehmen (sowohl im Stadium des Aufschlusses als auch im Stadium
der Assimilation durch den Menschen oder Tiere), und zwar im Bereich der für die
bekannten Fermente der Körnerfrüchte und die Fermente oder Enzyme der Lebewesen,
welche die obenerwähnten Stoffe anschließend assimilieren sollen, günstigsten Temperaturen
und pll-Werte.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Mehle enthalten
also nicht nur die Fermente, Enzyme und Vitamine in einem harmonischen Gleichgewicht,
sondern auch die Osen (in ihrer phosphorsauren Form) in den günstigsten bekannten
Verhältnissen und Zuständen (Hexokinase, Fruktose-6-Phosphat), so daß der Mensch
oder das zu ernährende Tier sein Glykogen einwandfrei aufbauen kann.
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Dieses Verfahren schafft durch seine unterschiedlichen chemischen
Stufen außerdem Bedingungen, die für eine Verbesserung der Mälzereitechnik von Bedeutung
sind, und gestattet auf dem Wege über ein Konzentrat einer fermenthaltigen Flüssigkeit
die Ausnutzung der Kleie oder sonstigen Rückstände der üblichen Mahlverfahren; auf
diese Weise werden die Rückstände nutzbar gemacht.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellenden Mehle können
aus sämtlichen Körnerfrüchten hergestellt werden, beispielsweise aus Weizen, Gerste,
Mais, Reis und Roggen, und nicht nur zur menschlichen Ernährung (Kindermehle, Dauerbrot,
Bisquit, Brot usw.) verwendet, sondern auch mit Vorteil zur Verfütterung an Tiere
benutzt werden. Die Mehle sind überdies »Vollmehle« in dem Sinne, daß sie sämtliche
Bestandteile der Körnerfrüchte enthalten, denen ein Ernährungs- oder gesundheitsfördernder
Wert zukommt; die Mehle behalten ihre Vitamine, sie sind stabil, lagerfähig und
in bezug auf die verdauungsmäßige Ausnutzung den klassischen Mehlen um etwa 40°/o
überlegen.
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Unter Hinweis auf die Zeichnung wird nunmehr ein Beispiel für die
Durchführung des neuen Verfahrens zusammen mit einer Vorrichtung für die Herstellung
der neuartigen Mehle gemäß der Erfindung beschrieben. Dieses die Erfindung in keiner
Weise einschränkende Beispiel soll im wesentlichen die einzelnen Verfahrensschritte
näher erläutern; es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Behandeln von Getreide gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. la die Anwendung einer zusätzlichen Hilfsvorrichtung zur Herstellung des spezifischen
konzentrierten Autolysats, das für den Aufschluß oder die Vorbereitung der Verdauung
des Getreides dient, Fig. 2 das Röntgen-Beugungsspektrum von Stärkekörnern eines
Mehles, das nach üblichem Verfahren aus Weizen gewonnen wurde, Fig. 3 ein entsprechendes
Beugungsspektrum von Stärkekörnern eines Mehles aus dem gleichen Wei-
zen, das nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen wurde.
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Die Fig. 1 zeigt zunächst links oben ein als Kolonne dargestelltes
Gefäß 1, das zum Waschen, Entstauben und zur thermischen Vorbereitung der Körner
dient.
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Dann folgt eine beheizbare Kolonne 2, in der der fermentative Aufschluß
bzw. die vorbereitende Verdauung erfolgt; mit 3 ist schließlich die Heiz- und Walzeneinrichtung
bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß Fig. 1 läßt sich wie folgt
erläutern: Das Gefäß 1 ist mit einem Zulauf 4 für das Einführen des Getreides versehen
und enthält in seinem Innenraum ein Rührwerk, das aus der axialen Welle 5 und ihren
seitlichen Schaufeln 6 besteht. Ober- und unterhalb des Rührwerkes sind ein oberes
und ein unteres Sperrgitter 7, 8 vorgesehen, die beim Abtrennen der leichten und
schweren Verunreinigungen des Getreides benutzt werden. Das Rührwerk wird durch
den Motor 37 angetrieben. Wenn das untere Gitter 8 geschlossen ist, wird das zu
behandelnde Getreide durch die Zuleitung 4 in das Gefäß 1 eingeleitet, nachdem es
vorher entwest worden ist, falls Mehle hergestellt werden sollen, die später der
menschlichen Ernährung dienen.
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Anschließend gibt man über die Zuleitung 9 durch das noch geöffnete
Gitter 7 Flüssigkeit hinzu, die im wesentlichen Wasser mit einer Temperatur in der
Größenordnung zwischen 30 und 500 C ist: dieses Wasser kann leicht angesäuert sein.
Der Zulauf gestattet weiterhin, die chemischen Bedingungen und die Belüftung einzustellen,
insbesondere die Menge des Sauerstoffs in dem Rührbad. Um ein gutes Ergebnis zu
erzielen, soll die Sauerstoffmenge in der Größenordnung von 2,6 cm3/l liegen, damit
ein »Erstikken« der Getreidekörner (Aufhören der angestrebten Reaktionen wegen Mangels
an Sauerstoff) vermieden wird. Nachdem das Getreide in dem Gefäß 1 während etwa
einer Stunde gewaschen und geweicht worden ist, läßt man das Ganze während 5 bis
10 Minuten ruhen. Die leichten, schwimmfähigen Verunreinigungen sind durch das geöffnete
Gitter 7 nach oben gestiegen. Daraufhin schließt man das obere Gitter 7 und saugt
diese leichten Verunreinigungen über den oberen Zulauf 9 ab. Dann setzt man das
Rührwerk erneut während einer gewissen Zeitdauer in Bewegung, wobei zunächst das
untere Gitter 8 noch geschlossen ist; wenn man dann das untere Gitter öffnet, so
können die schweren Verunreinigungen, die sich inzwischen auf diesem Gitter angesammelt
haben, in den Bodenraum des Gefäßes 1 absinken, aus dem sie über den unteren Auslaß
10 abgeführt werden.
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Nach dieser Reinigung des Getreides wird das untere Gitter 8 vollständig
geöffnet und das gereinigte und geweichte Getreide über die Leitung 11 in die Kolonne
2 übergeleitet.
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Die Bedingungen für die Behandlung des Getreides in dem Gefäß 1,
wie sie bei dem Ausführungsbeispiel geschildert wurden, dürfen keinesfalls als irgendeine
Einschränkung des erfindungsgemäßen Verfahrens angesehen werden. So kann insbesondere
die Temperatur in dem Gefäß 1 innerhalb der Grenzen von 15 und 650 C verändert werden;
der pl-Wert der Flüssigkeit kann zwischen 6,2 und 6,5 liegen, der Sauerstoffanteil
in der Flüssigkeit zwischen 2,6 und 6 cm3/l und die Rührzeit kann insgesamt 1 bis
5 Stunden betragen. Es ist leicht zu erkennen, daß diese unterschiedlichen Arbeitsbedingungen
gleichzeitig
auch das zu behandelnde Getreide beeinflussen und daß
sämtliche Änderungen einer der Bedingungen notwendigerweise eine von der ersten
Änderung abhängige Änderung einer der anderen Bedingungen nach sich ziehen. Das
günstigste Ergebnis dieses Verfahrensschrittes wird erzielt, wenn durch die Gesamt
heit der Verfahrensbedingungen ein Milieu erreicht ist, in dem sich die Reaktion
gleichmäßig nach den Gesetzen von Michaelis abspielt. Falls Mehle für tierische
Ernährung bereitet werden sollen, kann man gegebenenfalls diese erste Stufe des
Verfahrens, die sich in der Kolonne 1 abspielt, auslassen und sofort mit der folgenden
Verfahrensstufe der Verdauungsaufbereitung beginnen.
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Die Kolonne 2 ist ein Thermostatgefäß, das durch im Mantel 12 der
Kolonnen umlaufendes Wasser oder strömenden Dampf auf eine bestimmte Temperatur
gebracht bzw. auf einer solchen Temperatur gehalten werden kann. Sie enthältgenau
wie das Gefäß 1-ein Rührwerk, das aus an einer senkrechten Welle 14 sitzenden Rührschaufelnl3
besteht und durch den Antriebsmotor 15 in Drehung versetzt wird.
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An dem oberen Teil der Kolonne 2 sind zwei Leitungen 16 und 17 vorgesehen,
durch welche einerseits Wasser mit dem gewünschten pg, Widerstands- und RE2-Wert,
welcher katalytisch wirkt, und andererseits mehr oder weniger sauerstoffhaltige
Luft eingeführt werden kann. Das katalytisch wirkende Wasser wird durch Zumischen
eines getrennt hergestellten, für das zu behandelnde Getreide spezifischen konzentrierten
Autolysats in geeigneter Menge in saurem Milieu erhalten. Diese Lösung enthält dann
die natürlichen Faktoren des betreffenden Getreides, die beim Ablauf des Prozesses
die Bildung von Dextrinen und Zuckern auslösen und gelatinolytische und proteolytische
Eigenschaften haben. In der Kolonne 2 hält man den Sauerstoffgehalt dauernd im wesentlichen
konstant auf einem Wert von etwa 2,6 cm3/l. Bei dem beschriebenen Beispiel ist das
über die Leitung 16 eingeführte katalytisch wirkende Wasser auf einen pE-Wert von
4,6 gepuffert, sein elektrischer Widerstand ist 130 Q cm und sein Oxydredoxvermögen
Ru2 ist 350; die Temperatur beträgt etwa 300 C. Die saure Einstellung erfolgt vorzugsweise
durch Zugabe von Orthophosphorsäure. Zwei Meßsonden 18 und 19, die durch die Seitenwand
der Kolonne 2 hindurchgeführt sind, gestatten die dauernde Kontrolle des Sauerstoffgehaltes
einerseits und der drei Werte PEX, Widerstand und Rn2 des Wassers andererseits.
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Unter diesen Bedingungen rührt man das Ganze während einer Zeit durch,
die zwischen 1 und 4 Stunden liegen kann und überdies bei einem gegebenen Getreide
von der Art der beabsichtigten Verwendung des Mehles bzw. seiner späteren Zubereitung
abhängig ist. Die Zeitdauer, während der die Körner in der Kolonne 2 in dem katalytisch
wirkenden Wasser durchgeführt werden, soll auf jeden Fall so lang sein, daß der
verdauungsfördernde fermentative Aufschluß am isoelektrischen Punkt der Proteine
des betreffenden Getreides beginnt.
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Wie bereits in dem Gefäß 1, erfolgt auch in der Kolonne 2 die Einstellung
der Milieubedingungen unter dauernder Berücksichtigung der Gesetze von Michaelis.
Die Temperatur kann beispielsweise zwischen 20 und 600 C, die Behandlungsdauer zwischen
1 und 10 Stunden und die Sauerstoffmenge zwischen 2 und 6 cm3/1 liegen, der p-Wert
der Lösung liegt zwischen 4,2 und 6,8, der Leitfähigkeits-
wert des katalytisch wirkenden
Wassers zwischen 115 und 180 Q cm und der RH2-Wert zwischen 250 und 450.
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Die Endoreaktionen führen zu einer Erhöhung des pH-Wertes der Lösung,
und am Schluß der Durchrührbehandlung führt man den Wert auf ungefähr 5,6 zurück,
und zwar während einer unterschiedlichen Dauer von 1 bis 4 Stunden, bis sich plötzlich
größere Mengen von a- und ß-Amylasen zeigen, was man durch Entnahme kleiner Flüssigkeitsproben
feststellt.
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Dieses Wiedereinstellen des pH-Wertes auf 5,6 wird gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Zugabe von Wasser durchgeführt, das Orthophosphorsäure oder auch
Mono- bzw. Polyphosphorsäure enthält und gegebenenfalls auch organische Phosphorsäureester
enthalten kann. Der pH-Wert von 5,6, wie er hier als Beispiel angegeben wird, ist
nicht zwingend; wesentlich ist, daß man den p-Wert für eine genügend lange Zeit
auf einen Wert absenkt, bei dem plötzlich größere Mengen von a- und S-Amylasen auftreten.
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Am Schluß dieses Verfahrensschrittes wird das Korn aufplatzen, sein
Aufschluß ist praktisch vollständig. Es wird dann durch die Leitung 20 abgezogen
und einem Abtropfbehälter 21 zugeführt, in dem es über eine vibrierende Siebplatte
22 gleitet.
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An unteren Teil der Kolonne 2 ist eine Abflußleitung 23 vorgesehen,
die das Abziehen der Flüssigkeit aus der Kolonne 2 ermöglicht und über einen Dreiwegehahn
24 das Weiterleiten der jeweiligen Flüssigkeit in drei unterschiedliche Behälter
25, 26 und 27 erlaubt, wobei man die katalytisch wirkende Flüssigkeit jeweils nach
ihren pn-Werten von 4,6 und 5,6 sowie dem pH-Wert am Schluß der Behandlung trennt.
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Eine Abflußleitung 38 verbindet den Boden des Abtropfbehälters 21
mit dem Behälter 27, so daß diesem auch die Abtropfflüssigkeit zugeführt werden
kann.
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Nachdem die aufgeschlossenen Getreidekörner über die vibrierende
Siebplatte 22 hinweggeglitten sind, kommen sie in einen Schüttbehälter 28, an dessen
Auslauf geriffelte Verteilerzylinder 29 bekannter Ausführung angeordnet sind. Diese
Zylinder verteilen die Körner und messen sie den Walzzylindern 30 zu, die auf eine
geeignete Temperatur (beispielsweise auf 1500 C durch Beheizen mit Dampf) erhitzt
sind und deren gegenseitiger Abstand auf ein Maß eingestellt ist, das je nach dem
zu verarbeitenden Getreide und der Temperatur zwischen 1/,, und t/30 mm liegt.
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In diesem Augenblick vollzieht sich der wichtigste Schritt der Behandlung
der Getreidekörner, sie werden gleichzeitig und praktisch augenblicklich zerquetscht
und getrocknet; diese praktisch vollständige Trocknung (es bleibt nur ein Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 40/0 zurück) bewirkt den augenblicklichen Stillstand der fermentativen
Aufschlußvorgänge und führt zu einer Änderung der stereochemischen Struktur der
Stärke. Die ursprünglich verzweigte oder aus Ringketten bestehende Struktur wandelt
sich in eine lineare Kettenstruktur um. Das plötzliche Unterbrechen der fermentativen
Aufschlußreaktionen in diesem Stadium der Behandlung übt praktisch keine zerstörende
Wirkung auf die Enzyme, Fermente oder Vitamine aus, die infolgedessen später etwa
beim Verbrauch des Mehles bzw. seinem Verzehr oder dann wieder ausgenutzt werden
können, wenn sie für die industrialisierte Konditionierung des Mehles (Brot und
Dauer-Brotbäckerei, Kuchenherstellung usw.) benötigt werden. Gerade die gleichzeitige
Einwirkung der Temperatur, der Kompression und der Feuchtigkeitsverdampfung
auf
die bereits weitgehend für die Verdauung aufgeschlossenen Körner gestattet es, gemäß
der Erfindung die stereochemische verzweigte Kettenstruktur der Stärke in die gerade
Kettenstruktur zu verwandeln, was bisher kein anderes Zubereitungsverfahren, keine
andere Behandlung oder kein Kochprozeß möglich machten.
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Schließlich wird der feine Film, der aus den zwischen den Walzen
zerquetschten und zusammen gepreßten Körnern gebildet wird, durch einzelne Abstreifer
31 von den Walzen abgestreift; die Teile dieses Filmes fallen in den Aufnahmebehälter
32, um anschließend durch den Trockenraum 33 geführt zu werden, der über die Leitung
34 mit trockener Heißluft gespeist wird. Das so erhaltene Produkt wird zu Schaufel-
oder Hammermühlen geführt, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. In diesen
wird der von den Walzen abgestreifte Film zu einem feinen Pulver zermahlen.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine
in bezug auf den Wirkungsgrad oder die Ausbeute besonders vorteilhafte Variante
darstellt, wird das spezifische konzentrierte Autolysat, das in der Aufschlußkolonne
2 benutzt wird, in einer besonderen Hilfseinrichtung hergestellt, und zwar einerseits
aus der katalytisch wirkenden Flüssigkeit die aus der Kolonne 2 abgezogen wurde
und andererseits aus Schalen und Siebungsrückständen des gleichen Getreides, wie
sie bei dessen normalen Mahlvorgang anfallen.
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Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die unter Hinweis
auf die Fig. 1 a beschrieben wird, benutzt man grundsätzlich die gleiche Anordnung,
wie sie die Fig. 1 zeigt. Es ist ebenfalls ein Waschgefäß la vorhanden, das dem
Gefäß 1 in Fig. 1 entspricht. Dieses Gefäß hat eine Zuleitung 4 a für die Körner,
eine Wasserzuleitung 9 a und eine Abführleitung 10a für schwere Verunreinigungen.
Über die Leitung 11 a können die gereinigten und gequollenen Körner in die Kolonne
2 a übergeführt werden, die ihrerseits eine Abführleitung 20a aufweist, die der
Abführleitung 20 in Fig. 1 entspricht und über die die zu behandelnden Körner in
die beheizte Walzvorrichtung geführt werden, die nicht dargestellt ist. Die Kolonne
2a hat ferner eine Ablaufleitung 23 a, über die die Behandlungsflüssigkeit abgezogen
werden kann.
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Ein Vierwegeventil 24a gestattet es, diese katalytische Flüssigkeit
je nach ihrem jeweiligen pH-Wert in drei Aufnahmebehälter 2usa, 26 a und 27 a zu
leiten. Die zusätzliche Hilfsvorrichtung für die Bereitung des konzentrischen, spezifischen
Autolysats ist die Vorrichtung 2 b, die im wesentlichen aus einer Behandlungskolonne
besteht, deren Aufbau dem der Kolonne 2 a entspricht. Diese Kolonne 2 b wird gespeist
a) über das Dreiwegeventil 40 und die Leitung 41 mit den aus der Kolonne 2 a abgezogenen
katalytisch wirkenden Flüssigkeiten, die über die Leitung 16 b in die Kolonne 2
b eingeführt werden; b) über die Leitung 17 b mit dem für die Durchführung der chemischen
Aufschlußreaktionen in der Kolonne 2 b erforderlichen Sauerstoff; c) über die Leitung
39 mit den Abfällen des Sieb-oder Sichtprozesses eines normalen Mahlvorganges der
jeweils gleichen Getreideart, und zwar den Keimlingen, den Hülsen und den Häutchen
der Körner, die den größten Teil der Ferment-und Vitamingruppen der Körner enthalten.
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In dieser Kolonne 2 b spielt sich die gleiche Reaktion ab wie in
der Kolonne 2 a; man treibt aber diese Reaktion hier bis zum vollständigen Ausziehen
der Fermente. Dann werden die Rückstände beseitigt, man führt sie nicht in den Kreislauf
der Körner oder des Mehles ein, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen
wird.
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Auf diese Weise erhält man ein an Fermenten, Vitaminen und Phosphorverbindungen
reiches Konzentrat der gleichen spezifischen Art, wie es in der Kolonne 2a wirkt,
und man führt dieses Konzentrat durch die Leitung 16a in die Kolonne 2a ein. Es
dient dort als Startmaterial und zur Unterhaltung und Aktivierung der Reaktionen,
die sich in der Kolonne 2 a abspielen. Die Abfälle, die bei der Bereitung des Konzentrats
anfallen, werden durch die Ablaßleitung 42 aus der Kolonne 2 b abgezogen.
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Die Anordnung gemäß der Fig. 1 a erweist sich als besonders vorteilhaft
und nützlich bei der Mälzung beliebiger Getreidesorten, da sich bei ihrer Anwendung
die sehr weit getriebene fermentative Aufschlußreaktion des Getreides in einem Zeitraum
der Größenordnung von 18 bis 24 Stunden abspielt, während bei den bisher bekannten
Mälzereiverfahren hierfür 8 bis 14 Tage gebraucht werden. Außerdem läuft das erfindungsgemäße
Verfahren bei relativ niedriger Temperatur ab, es gestattet eine vollständige Gewinnung
der a- und fl-Amylasen, der 5-Phosphatasen und der zusätzlichen, unentbehrlichen
Fermentsysteme.
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Insbesondere ersetzt die nachträgliche Erwärmung des Konzentrats aus
der Kolonne 2b in sehr wirtschaftlicher Weise die Turmtrocknung des traditionellen
Mälzungsverfahrens. Mit einer Anordnung gemäß der Fig. 1 a kann man also für jede
Getreideart ein Konzentrat gewinnen, das man gegebenenfalls aus der Leitung 16a
abziehen kann und das die für das betreffende Getreide spezifischen Fermentkomplexe
einschließlich ihrer wesentlichen Aktivatorsubstanzen enthält.
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Die Ausnutzung dieses Konzentrats gestattet vor allem eine günstigere
Durchführung der Herstellungsverfahren von Bier, und die Fermentgruppen, die man
auf diese Weise erhält, lassen sich leicht unter Stickstoffatmosphäre konservieren,
da das Produkt nur seine spezifische Menge an gebundenem Wasser enthält.
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Schließlich kann man durch Zugabe einer geringen Menge (0,5 bis 5°/o3
des auf diese Weise gewonnenen Konzentrats zu den auf bisher üblichem Wege hergestellten
Mehlen - wenn man das Konzentrat vor dem Beginn der Hefegärung in den Teig hineingibt
-in einem gewissen Umfang die großen ernährungsphysiologischen Nachteile vermeiden,
die durch das Defizit wichtiger aktiver Substanzen in diesen üblichen Mehlen bedingt
sind.
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In allen denjenigen Teilen der Apparate in den Fig. 1 und 1 a, die
mit dem zu behandelnden Getreide in unmittelbare Berührung kommen, sind die inneren
Oberflächen mit einem keramischen oder Kunststoffmaterial überzogen, um zu vermeiden,
daß aus den Aminosäuren Amine werden oder daß diese Säuren sich mit metallischen
Ionen verbinden, zu den sie eine große Affinität haben.
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Das soeben beschriebene Behandlungsverfahren ist als diskontinuierliches
Verfahren geschildert, um es übersichtlicher darstellen zu können. In der Praxis
benutzt man vorzugsweise eine Vorrichtung, bei der
das Getreide
während seiner Behandlung stetig durch die Kette der Apparate oder Vorrichtungen
hindurchläuft.
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Ein Vergleich der Fig. 2 und 3 ergibt klar die Änderung der stereochemischen
Struktur der Stärke des behandelten Getreides durch das erfindungsgemäße Verfahren.
Aus dem Beugungsspektrum 35 der Fig. 2 erkennt man klar die sechs verzweigten Ketten
der Mehlstärke bei gewöilichen Mehlen, bei denen die 1-6-Bindungen der Polysaccharide
eine der Hauptursachen für die obenerwähnten Stoffwechselstörungen sind.
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Im Gegensatz dazu zeigt das Beugungsspektrum 36 der Fig. 3, wie es
bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Weizenmehl erhalten wurde,
deutlich eine lineare, vollkommen von der Struktur gemäß Fig. 2 abweichende Struktur.
Das Amylogramm dieses Mehles ergibt eine Steigerung
der Amylaseaktivität um 30 °/a;
sie beginnt bereits bei einer Temperatur von 450 C an Stelle von 500 C, was sich
als besonders günstig erweist, wenn es sich um Nährmehl für Kinder und Futter für
fleischliefernde Tiere handelt; der die Verdauung vorbereitende Aufschluß vor dem
Kochen oder einer anderweitigen Zubereitung bei höheren Temperaturen ist um 700°/o
gesteigert.
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Als Beispiel werden schließlich in Form einer vergleichenden Zusammenstellung
die Mengen der wertvollen Bestandteile eines üblichen, nach bisher bekannten Verfahren
hergestellten Mehls (Spalte A) und eines gemäß der vorliegenden Erfindung gewonnenen
Mehls (Spalte B) einander gegenübergestellt.
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In beiden Fällen handelt es sich um den gleichen Weizen üblicher Art.
In dieser Zusammenstellung sind die Gewichtsmengen jeweils in Milligramm je 100
g Mehl angegeben:
| Weizenmehl |
| bisher gemäß Erfindung |
| A B |
| Gehalt an |
| Thiamin (Vitamin B 1) .. 0,7 mg/100 g 3,5 mg/100 g |
| Riboflavin ... . . .. 1 mg/100 g 1,25 mg/100 g |
| Nikotinsäure .... 8 mg/100 g 45 mg/100 g |
| Pantothensäure . . 4 mg/100 g 13 mg/100 g |
| a) Enzyme |
| Amylasenaktivität (saure Hydrolyse) .. 1 erhöht um 350 bis
5000/0 |
| Anteil gerader Ketten . . . 1°/o erhöht um 400 bis 500 01o |
| Glucose Laevulose . . . Anteil verdoppelt |
| b) Lipoide |
| Glyceride ................... ......... um 15 0/o vermehrt |
| ungesättigte Lipoide (nach Jod-Index) .. um 13 bis 20°/o vermehrt |
| Geschwindigkeit des Ranzigwerdens .. 4- bis 10fach geringer |
| Phospholipoide . . . 3 mg/100 g 4 bis 6 mg/100 g |
| Aminsäuren schwefelhaltig ohne Amine .. 3,5 mg/100 g 18 bis
19,8 mg/100g |