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Dokumentenidentifikation DE69031565T2 12.02.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0489849
Titel VERFAHREN, ZUSAMMENSTELLUNG UND VORRICHTUNG ZUR HEMMUNG DES OXIDATIVEN VERFALLS VON LEBENSMITTELN UND GETRÄNKEN
Anmelder Copeland, James C., Ashland, Ohio, US;
Adler, Howard I., Oak Ridge, Tenn., US;
Crow, Weldon D., Knoxville, Tenn., US
Erfinder Copeland, James C., Ashland, Ohio, US;
Adler, Howard I., Oak Ridge, Tenn., US;
Crow, Weldon D., Knoxville, Tenn., US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 69031565
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.08.1990
EP-Aktenzeichen 909139446
WO-Anmeldetag 28.08.1990
PCT-Aktenzeichen US9004846
WO-Veröffentlichungsnummer 9103176
WO-Veröffentlichungsdatum 21.03.1991
EP-Offenlegungsdatum 17.06.1992
EP date of grant 08.10.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.02.1998
IPC-Hauptklasse C12H 1/00
IPC-Nebenklasse C12H 1/04   C12M 1/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, eine Zusammenstellung und eine Vorrichtung zum Hemmen des Verderbs von Lebensmittel- oder Getränkelösungen, welche Alkohol und/oder Säuren enthalten, durch Oxidation. Der gelöste Sauerstoff wird aus diesen Lösungen entfernt, zum Zwecke der Hemmung des Verderbs durch Oxidation, Ranzigkeit, Harzbildung oder dergleichen.

Äthylalkohol oder Äthanol (CH&sub3;CH&sub2;OH) ist die Basis für die sehr große und erfolgreiche Alkoholgetränkeindustrie, welche eine große Vielfalt von Produkten offeriert, die im Alkoholgehalt von weniger als einem Prozent bis zur mehr als 60 Prozent variieren. Zusätzlich wird Äthylalkohol ebenfalls industriell als eine Zwischenreagenz in vielen Prozessen für die Herstellung von Chemikalien usw. verwendet und wird umfangreich in Lösungsmitteln, antiseptischen Mitteln, Gefrierschutzmitteln und Kraftstoffen verwendet.

Diesbezüglich haben insbesondere denaturierte Alkohole (d.h. Äthylalkohol, welcher zugefügte Denaturierungsmittel wie Methylalkohol, Peritin, Benzol, Kerosin, Mischungen von primären und sekundären, aliphatischen höheren Alkoholen usw. enthält) vielfältige Anwendungen gefunden, einschließlich der Verwendung in Lebensmittelextrakten, Toilettenartikeln, pharmazeutischen Mitteln und Reinigungsprodukten. Es ist bekannt, daß Äthylalkohol als industrielles Lösungsmittel nur von Wasser übertroffen wird, und es ist ein kritisches Rohmaterial bei der Herstellung von Arzneimitteln, Kunststoffen, Lacken, Poliermitteln, Weichmachern, Parfums usw..

Darüber hinaus kann Äthylalkohol entweder alleine oder in Kombination mit einer großen Anzahl von Petroleumprodukten als Kraftstoff verbrannt werden. Mischungen von mit verschiedenen Petroleumdestillaten verschnittenem Alkohol werden vielfach mit dem Begriff "Gasohol" bezeichnet.

Äthylalkohol kann entweder syntetisch aus Äthylen (d.h. sowohl durch direkte oder indirekte Hydratation von Äthylen) oder durch die natürliche Fermentation von Zuckern, Stärken oder Zellulosen hergestellt werden. Während natürliche Fermentation immer noch das wesentliche Mittel zur Herstellung von des in Getränke- und Lebensmittelprodukten zu findenden Alkoholgehalts ist, ist der synthetische Prozess das am meisten verwendete Verfahren bei der Herstellung von Äthylalkohol für die kommerzielle Anwendung.

Bei der natürlichen Fermentation von Äthylalkohol kann das Äthanol aus jedem zuckerhaltigen Material gewonnen werden. Diesbezüglich kann der in dem Rohmaterial vorhandene Zucker direkt in Äthylalkohol umgewandelt werden oder, wenn sich der Zucker in dem Rohmaterial in mehr komplexen Formen (wie etwa Stärke oder Zellulose) befindet, müssen zuerst die komplexen Formen durch Hydrolyse usw. in einfache Zucker umgewandelt werden. Die Zucker werden dann durch Hefeenzyme etc. fermentiert, um den Äthylalkohol herzustellen.

Ein Beispiel der Herstellung von Äthylalkohol aus komplexen Zuckerformen ist die alkoholische Fermentation von stärkehaltigen Rohmaterialien in der Bierherstellung. Genauer gesagt, wird Bier im allgemeinen definiert als ein alkoholisches Getränk, welches durch die Fermentation von stärkehaltigen Materialien, wie etwa Gerste, zusammen mit anderen Brauzutaten, wie etwa Korn, Reis, Weizen oder Hafer, hergestellt ist. Die stärkehaltigen Materialien werden durch Enzyme während des Mälzprozesses aufgebrochen (d.h. hydrolisiert), um weniger komplexe wasserlösliche Verbindungen, wie etwa Zucker und kurzkettige Peptide zu erzeugen. Die Zucker werden dann fermentiert, um den alkoholischen Gehalt des Bieres zu erzeugen, welcher abhängig von den kritischen Zutaten und den verwendeten Verfahren stark variiert.

Dementsprechend haben die meisten Biere einen Äthylalkoholgehalt zwischen 2 bis 6 Gewichtsprozent. Zusätzlich führt die alkoholische Fermentationsreaktion auch zu geringfügigen Nebenprodukten, wie etwa Glykol, höheren Alkoholen (Fuselöl, welches eine Mischung von n-Propyl, n-Butyl-, Isobutyl-, Amyl- und Isoamyl- Alkoholen enthält) und Spuren von Atzetaldehyd, Essigsäure und Milchsäure. Diese geringfügigen Nebenprodukte werden im allgemeinen in fast allen Typen von alkoholischen Fermentationsreaktionen erzeugt.

Ein Beispiel für die Herstellung von Äthylalkohol aus einfachen Formen von Zucker ist der natürliche Fermentationsprozess, welcher in der Weinherstellung auftritt. Obwohl die Herstellung von Wein im allgemeinen mit der Fermentation von Zucker aus den Säften von Trauben verbunden ist, können Säfte von anderen Früchten und Pflanzenmaterial, wie etwa Reis etc., verwendet werden. Der alkoholische Gehalt im Wein variiert weit von weniger als 5 Gewichtsprozent bis zu mehr als 18 Prozent.

Obwohl Bier, Wein und andere alkoholischen Getränke- und Lebensmittelprodukte in gewissem Sinne aufgrund ihres Äthylalkoholgehalts und/oder ihres niedrigen pHs immun gegen mikrobiologische Verunreinigung sind, tritt ein Verderb durch Oxidation immer noch auf. Diesbezüglich ist es wohlbekannt, daß das Vorhandensein von Sauerstoff in Produkten einschließlich Produkten, die Äthylalkohol und/oder Säuren enthalten, in großem Maße einen abträglichen Schaden verursachen kann. Beispielsweise können karbonisierte und nicht karbonisierte Getränke- und Lebensmittelprodukte mit niedrigen pH-Werten und/oder einem Gehalt an Äthylalkohol, wie etwa Fruchtsäfte, Soft-Drinks, Bier, Wein, Marmelade, Gelee, Eingemachtes, Tortenfüllungen, Salat-Dressings, Eingepökeltes, Relishe und andere Zutaten, Oliven, Sauerkraut, Suppen, Gemüsesäfte und Pasten usw. bereits nach einer relativ kurzen Zeit aufgrund von unerwünschten, durch oxidativen Verderb erzeugten Veränderungen unstabil sein. Unter den oxidativen Veränderungen, die Getränke- und Lebensmittelprodukte mit der Zeit erfahren, befinden sich Veränderungen in der Farbe, der Konsistenz und des Geschmackes. Da diese Veränderungen in den Getränke- und Lebensmittelprodukten in hohem Maße die Vermarktbarkeit des Produktes herabsetzen, ist es wünschenswert, das Vorhandensein von Sauerstoff in dem gesamten Produkt zu reduzieren.

Zusätzlich ist es ebenfalls ziemlich wünschenswert, den Sauerstoff aus vielen kommerziellen Produkten mit niedrigen pH-Werten und/oder einem Äthylalkoholgehalt zu entfernen. Dies ist insbesondere richtig für eine Anzahl von chemischen Produkten, in denen das Vorhandensein von Sauerstoff unerwünschte Nebenprodukte erzeugen kann. Beispielsweise ist es für pharmazeutische Produkte oft vorteilhaft, den Sauerstoff zu entfernen, um Kontamination, die Bildung von Zwischenprodukten mit freien Radikalen usw. zu verhindern.

Darüber hinaus ist es ebenfalls vorteilhaft, den Sauerstoff aus Produkten mit niedrigen pH und/oder einem Gehalt an Äthylalkohol zu entfernen, welche für relativ lange Zeiträume gelagert werden, um die Verpackung des Produktes zu erhalten. Wenn sich beispielsweise Sauerstoff in dem Getränke- und/oder Lebensmittelprodukt befindet, kann der in dem Produkt eingeschlossene Sauerstoff auch die Verschlechterung des Kunststoffs des Behälters oder der Metallverkleidung der Verpackung usw. verursachen. Es ist daher in modernen Verarbeitungssystemen für Getränke- und Lebensmittelprodukte wünschenswert, den Fremdsauerstoff aus den Fluiden zu entfernen, um die Lagerzeit des verpackten Produktes wesentlich zu erhöhen.

Dies ist insbesondere für moderne Brautechniken wichtig, in denen das Einsatzmaterial fast vollständig sauerstofffrei gemacht werden muß, so daß sogar das Vorhandsein eines kleinen Sauerstoffanteils ein inakzeptables Produkt zur Folge haben kann. Im Ergebnis sind in modernen Getränke- und Lebensmittelprodukt- Herstellungstechniken verschiedene Desoxidationsgeräte in Verwendung, einschließlich Vakuumsystemen, Sauerstoffabführvorrichtungen usw., um den Sauerstoff herauszuziehen. Vakuumentlüfter und Gasspülgeräte sind jedoch ziemlich teuer und reduzieren nicht unbedingt den Gehalt an gelöstem Sauerstoff auf ein akzeptabeles Niveau. Darüber hinaus weisen diese Geräte einige Nachteile auf, nämlich daß die darin verwendeten Öle und Schmiermittel machmal ihren Weg in die zu behandelnden Fluide finden. Der Einschluß sogar einer kleinen Menge derartiger schädlicher Mittel in das Getränke- und/oder Lebensmittelprodukt kann unerwünschte Farb- und/oder Geschmacksveränderungen im gesamten Produkt, sowie toxische Effekte hervorrufen.

Um einiges von dem Sauerstoff, welcher dem Vakuumentlüfter und/oder den Gasspülgeräten entweicht zu entfernen, ist es darüber hinaus manchmal wünschenswert verschiedene chemische Antioxidationsmittel zum Zwecke der Verzögerung der Oxidation und der damit verbundenen Verschlechterung hinzuzufügen. Eine Anzahl von chemischen Antioxidationsmitteln, welche in industriellen Produkten, wie etwa Kunststoffen und Poliermitteln, nützlich sind, sind aufgrund ihrer Toxizität nicht für Lebensmittelprodukte geeignet. Darüber hinaus ist der Verbraucher zunehmend besorgt über die Verwendung von Chemikalien und Konservierungsstoffen, einschließlich Antioxidationsmitteln, in Lebensmitteln und Getränken. Daher wird gegenwärtig ein großer Teil der Forschung unternommen, um nicht nur ein mehr universelles sondern auch ein sichereres Antioxidationsmittel zu entwickeln.

Chemische Antioxidationsmittel sind inorganische oder organische Verbindungen, die verschiedenen Materialien zum Zwecke der Hemmung der Oxidation und der damit verbundenen Verschlechterung hinzugefügt werden. Sie können alleine oder in Verbindung mit sauerstoffentziehenden Verfahren, wie oben angedeutet, verwendet werden. Es ist daran gedacht, daß einige der chemischen Antioxidationsmittel durch Bindung mit speziellen, freie Radikale aufweisenden Zwischenprodukten (d.h. Peroxoradikale), die während des Verderbs durch Oxidation erzeugt werden. Durch Bindung mit den freie Radikale aufweisenden Zwischenprodukten sind die freien Radikalen nicht in der Lage, die Kettenreaktion fortzuführen, um in andere schädliche, freie Radikale zu zerfallen. Im Ergebnis verhindern Antioxidationsmittel effektiv die Verfallsreaktion durch Oxidation durch Bindung mit dem Zwischenreaktanten. Eine genauere Erklärung betreffend der Arbeitsweise der Antioxidationsmittel läßt sich finden in Van Nostrand, Reinhold, Encyclodedia of Chemistry 4. Edition, 1994.

Die Verwendung von Antioxidationsmitteln in Lebensmitteln, Arzneimitteln und Tierfutter als direkte Zusätze ist streng reglementiert aufgrund ihrer potentiellen Toxizität. Dementsprechend sind chemische Antioxidationsmittel auf extrem niedrige Prozentsätze, wenn sie in Lebensmitteln verwendet werden, durch die Lebens- und Arzneimittelbehörde (FDA) reglementiert. Obwohl Antioxidationsmittel für einige Jahrzehnte verwendet wurden und in einigen Lebensmittelsubstanzen natürlich vorkommen, setzt sich die intensive Forschung fort, um universelle nicht toxische Antioxidationsmittel zu entwickeln.

Diesbezüglich können die wünschenswerten Eigenschaften von Antioxidationsmitteln, insbesondere wenn sie in Lebensmittelprodukten verwendet werden, wie in Van Nostrand, Reinhold, a.a.O., angedeutet, durch die folgenden Eigenschaften zusammengefaßt werden:

(1) effektiv bei niedrigen Konzentrationen;

(2) kompatibel mit dem Substat;

(3) nicht toxisch für Verbraucher;

(4) Stabilität hinsichtlich der bei der Verarbeitung und Lagerung vorherrschenden Bedingungen, einschließlich Temperatur, Strahlung, pH, etc.;

(5) Nichtflüchtigkeit und Nichtextrahierbarkeit bei Gebrauchsbedingungen;

(6) Einfachheit und Sicherheit der Verwendung;

(7) frei von Geschmacks-, Geruchs- und Farbveränderungen, die auf die Lebensmittelprodukte einwirken könnten; und

(8) kostengünstig.

Im Ergebnis variieren Antioxidationsmittel stark in Abhängigkeit von solchen Faktoren, wie die Zusammensetzung der Substrate, des pH, der Temperatur, der Verarbeitungsbedingungen, der Unreinheiten usw..

Ein Beispiel eines gebräuchlichen, zur Zeit in Alkohol- und/oder säurehaltigen Produkten verwendeten chemischen Antioxidationsmittels ist der Gebrauch von Schwefeldioxid-Gas (SO&sub2;) und seiner entsprechenden schwefelig sauren Salze (d.h. Natriumsulfid, Caliummetabisulfid etc.). Schwefeldioxid-Gas und seine schwefelig sauren Salze finden weite Verwendung zum Schutz von Früchten und Fruchtsäften, aus Fruchtsäften hergestellten alkoholischen Getränken, Gemüse und Gemüsesäften, siehe oben, Konzentraten, Pürees usw.. Zusätzlich verlängern Schwefeldioxid und seine schwefelig sauren Salze ebenfalls die Lagerzeit von Rohfrüchten und Gemüse durch Verhindern der enzymatischen "Bräunungs-"Reaktionen, die mit dem oxidativen Verderb einhergehen.

Die Effektivität von Schwefeldioxid-Gas und seiner schwefelig sauren Salze variiert erheblich in Abhängigkeit von der Konzentration und den pH-Bedingungen des Produktes, welches geschützt werden soll. Der bevorzugte Arbeits-pH-Bereich von Schwefeldioxid und seinen schwefelig sauren Salzen zur Verhinderung der Oxidation und zum Hemmen des mikrobiellen Verfalls scheint bei einem pH von etwa 2.5-3.5 zu liegen.

Als Folge dieses effektiven pH-Bereichs werden Schwefeldioxid und seine schwefelig sauren Salze umfangreich bei der Herstellung und der Lagerung von Wein verwendet. Die Sulfite werden nicht nur zur Desinfektion der Ausrüstung usw. verwendet, sondern werden auch zur Hemmung des Wachstums jeglicher natürlicher mikrobjellen Flora verwendet, die aus Frucht vor der Fermentation vorhanden ist. Dies geschieht vor der Hinzufügung von reinen Kulturen der entsprechenden Wein erzeugenden Hefe, um ein Wachstum und eine Konkurrenz von bzw. durch unerwünschte Organismen zu verhindern. Während der Fermentation wirken die Sulfite nicht nur als Antioxidationsmittel, sondern auch als Klärmittel und Lösungsmittel. Darüber hinaus werden Schwefeldioxid und seine schwefelig sauren Salze oftmals nach der Fermentation und während des Lagerns verwendet, um ein Verderb durch Oxidation und/oder unerwünschte Veränderungen nach der Fermentation durch verschiedene Mikroorganismen zu verhindern. Der Anteil von Schwefeldioxiden und seinen schwefelig sauren Salzen im Wein während der Lagerung variiert stark in Abhängigkeit von dem Zustand der Frucht, der Temperatur, dem pH, den Zuckerkonzentrationen usw., ist aber normalerweise im Bereich von etwa 20 bis etwa 70 ppm.

Obwohl der Gebrauch von Schwefeldioxid und anderen chemischen Antioxidationsmittel erwiesenermaßen ziemlich nützlich zur Kontrolle der oxidativen Degradation von verschiedenen Produkten, einschließlich solchen Produkten, die Alkohol und/oder Säuren enthalten, ist, können auch eine Anzahl von ernsthaften, unerwünschten Nebeneffekten erzeugt werden. Dies kann insbesondere bezüglich der Verwendung von Schwefeldioxid und/oder Natriumsulfit als chemisches Antioxidationsmittel in Wein, Fruchtsäften usw. demonstriert werden, bei denen ein Anteil der Öffentlichkeit allergisch und/oder hypersensitiv auf die verwendeten Sulfite ist. Es wäre daher wünschenswert, eine sichere, ungiftige Substanz herzustellen, welche kontinuierlich Sauerstoff aus den Lebensmittelprodukten und aus chemischen, alkohol- und/oder säurehaltigen Substanzen entfernt, ohne bei dem Endprodukt oder dem Verbraucher schädliche Nebenwirkungen zu erzeugen.

Die EP-A-0071990 offenbart ein Verfahren zum enzymatischen Entfernen von Sauerstoff aus wasserhaltigen Flüssigkeiten durch Verwendung von Suspensionen vollständiger Zellen oder Homogenisaten aufgebrochener Zellen von Mikroorganismen mit Enzymaktivität im Beisein von Alkohol.

Die vorliegende Erfindung richtet sich daher auf ein Verfahren, eine Zusammenstellung und eine Vorrichtung zum Schutz von Lebensmittel- und/oder Getränkelösungen, die Alkohole und/oder Säuren enthalten, vor dem Verderb durch Oxidation auf eine sichere und effiziente Art. Das Verfahren und die Zusammenstellung der Erfindung erfüllen die gewünschten Eigenschaften eines effektiven Antioxidationsmittels, wie oben angedeutet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zum einen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Schutz einer Lebensmittel- oder Getränkelösung, die Alkohol enthält, vor dem Verderb durch Oxidation. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

a) eine Lebensmittel- oder Getränkelösung mit Alkohol wird zur Verfügung gestellt; und

b) der Alkohol enthaltenden Lösung wird eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten hinzugefügt, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches in einer Alkohol enthaltenden Lösung Sauerstoff zu Wasser reduziert.

Andererseits bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ausführen des oben genannten Verfahrens zum Schutz einer Lebensmittel- oder Getränkelösung, welche Alkohol enthält, vor dem Verderb durch Oxidation, wobei die Vorrichtung enthält, ein Mittel zur Aufbewahrung einer Alkohollösung mit einer mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche und einer nicht mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche, wobei die mit der Lösung in Kontakt stehende Oberfläche eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten enthält, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, und wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches in einer Alkohol enthaltenden Lösung Sauerstoff zu Wasser reduziert.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz einer sauren Getränke- oder Lebensmittellösung vor dem Verderb durch Oxidation. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

eine saure Lebensmittel- oder Getränkelösung, welche Sauerstoff enthält, wird zur Verfügung gestellt; und

der sauren Lösung wird eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten hinzugefügt, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches in einer Alkohol enthaltenden Lösung Sauerstoff zu Wasser reduziert.

Die Sauerstoff abbauenden, isolierten Membranfragmente sind bevorzugt die eines Organismus der Gattung Acetobacter und werden bevorzugt bei einem pH von etwa 3 bis 8 verwendet.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des obigen Verfahrens zum Schutz einer sauren Lebensmittel- oder Getränkelösung vor dem Verderb durch Oxidation. Die Vorrichtung beinhaltet ein Mittel zur Aufbewahrung einer sauren Lösung mit einer mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche und einer nicht mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche, wobei die mit der Lösung in Kontakt stehende Oberfläche eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten enthält, um den in der Lösung vorhanden Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz einer Lebensmittel- oder Getränkelösung, welche sowohl Säuren als auch Alkohole enthält, vor dem Verderb durch Oxidation. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

eine saure, alkoholhaltige Lösung wird zur Verfügung gestellt; und

der sauren, äthanolhaltigen Lösung wird eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten eines Organismus der Gattung Acetobacter hinzugefügt, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung des oxidativen Verderbs durch enzymatische Bräunung von aufgeschnittenen Früchten und/oder Gemüse. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

es werden Früchte und/oder Gemüsearten zur Verfügung gestellt, welche abgeschnitten oder aufgeschnitten wurden; und

die exponierten Bereiche werden mit einer Lösung überzogen, die eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten enthält, um das Auftreten des Verderbs durch Oxidation zu verhindern.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren, einer Verwendung und einer Vorrichtung zum Schutz von Lösungen, die Alkohol und/oder Säuren enthalten vor dem Verderb durch Oxidation. Durch die Entfernung des Sauerstoffs aus verschiedenen Produkten können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als ein effektives Antioxidationsmittel für Getränke- und Lebensmittelprodukte arbeiten.

Genauer gesagt bezieht sich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, welches bzw. welche das Entfernen von Sauerstoff beinhaltet, aus Lösungen, die Alkohol enthalten, durch die Verwendung von Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten. Die Membranfragmente, die ein Elektronentransportsystem enthalten, welches Sauerstoff zu Wasser reduziert, können aus verschiedenen Quellen erhalten werden. Beispielsweise können die Membranfragmente aus den Zellmembranen verschiedener Bakterien, wie etwa dem Organismus Eschericha coli und/oder aus mitochondrialen Membranen nicht bakterieller Organismen bestehen. Obwohl es bekannt ist, daß Zellmembranfragmente verschiedener Bakterien, wie etwa des Organismus Eschericha coli, ein Elektronentransportsystem aufweisen, welches aus einer Serie von Enzymen besteht, welche zusammenarbeiteten, um Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wurde daran gedacht, das als ein Ergebnis der normalen Empfindlichkeit von Enzymen auf Alkohol, wie etwa Äthanol, das in der Zelle und/oder den mitochondrialen Membranfragmenten vorhandene Elektronentransportsystem in alkoholhaltigen Lösungen nicht wirksam sein würde.

Wie jedoch im folgenden genauer dargestellt werden wird, deuten die durch die vorliegenden Erfinder gesammelten, experimentellen Ergebnisse klar an, daß, wenn der pH von Getränke- und/oder Lebensmittellösungen, die Säuren und/oder Alkohole enthalten, wie etwa Wein, auf einen pH innerhalb der normalen Arbeitsbereiche einer speziellen Präparation von Sauerstoff abbauenden Enzymen, die in den Membranfragmenten (d.h. das Elektronensystem der Zellmembranfragmente des Orangismus Eschericha coli weist einen normalen pH-Bereich von etwa 5.5 bis etwa 9.5 auf, mit einem optimalen pH von 8.4) vorhanden sind, angepaßt werden, die in den Membranfragmenten vorhandenen Enzyme weiterhin sehr effektiv bei der Reduzierung des Sauerstoff zu Wasser und daher bei dem Entfernen des Sauerstoff aus dem Produkt. Wie oben festgestellt, war dies sehr unerwartet, da es wohl bekannt ist, daß Äthylalkohol Enzyme und andere Proteine denaturiert (Fruton und Sinmonds, General Biochemistry, 2. Edition, John Wiley and Sons, 1958).

Darüber hinaus deutete das weitere Testen durch die vorliegenden Erfinder an, daß sogar, wenn sehr wenig von den Membranfragmenten der Alkohol, wie etwa Äthanol (d.h. Wein etc.), enthaltenden Lösung hinzugefügt wurde und der pH der Lösungen auf einen pH-Bereich innerhalb der normalen Arbeitsparameter der Membranfragmente eingestellt wurde, die sehr niedrigen Aktivitäten der innerhalb der Membranfragmente vorhandenen Enzyme ausreichend waren, um den gesamten in den Lösungen vorhandenen gelösten Sauerstoff in einer relativ kurzen Zeit zu entfernen. Dies war insoweit ein interessantes Ergebnis, da je niedriger der effektive Anteil der Membranfragmente ist, desto niedriger ist die Wahrscheinlichkeit von nachteiligen Effekten (d.h. Veränderungen im Geruch, Geschmack und dem Aussehen), die in dem gewünschten Endprodukt auftreten.

Darüber hinaus deuteten (siehe unten) die Ergebnisse an, daß die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Membranfragmente effektiver waren, als die aus dem Stand der Technik, wenn die antioxidativen Eigenschaften der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Membranfragmente verglichen wurden mit den bekannten Antioxidationsmitteln von alkoholhaltigen Lösungen. Insbesondere deuteten die Ergebnisse an, daß, wenn Membranfragmente, die das kritische Elektronentranssystem der vorliegenden Erfindung aufwiesen, einen pH angepaßten, Äthylalkohol (d.h. Wein) enthaltenden Lösung hinzugefügt wurden, das Elektronentransportsystem der vorliegenden Erfindung sofort die Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs auf sehr niedrige Niveaus senkte und diese während der Testphase (welche etwa 8 Wochen andauerte) aufrechterhielt, bei Temperaturen, die größer waren, als die normalerweise zur Lagerung von Wein verwendeten. Im Gegensatz dazu zeigt die derzeit kommerziell verwendete Methode (d.h. mit Sulfid versetzte Weine) eine langsame und verzögerte Reduktion der gelösten Sauerstoffkonzentration während der Testphase. Darüber hinaus zeigte nur der wein, der die Membranfragmente mit dem Elektronentransportsystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthielt, eine verminderung des mit der Zeit wieder eingeführten Sauerstoffs, wenn die achtwöchige Testphase beendet war und die Weinflaschen geöffnet und rückoxidiert wurden. Daher arbeiteten die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Membranfragmente deutlich als ein effektiveres Antioxidationsmittel für äthanolhaltige Lösungen, als die in den derzeitigen kommerziellen verfahren verwendeten.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten, Sauerstoff abbauenden, bakteriellen Zellmembranfragmente, sowie das Verfahren zur Isolierung und Reinigung derselben sind ähnlich den Membranfragmenten und dem Filtrationsprozess, welcher offenbart ist in dem u.s. Patent Nr.4.476.224 Material and Method for Promoting the Growth of Anaerobic Bacteria", erteilt am 9. Oktober 1984 für Howard I. Adler, Oak Ridge, Tennessee, einer der Miterfinder der vorliegenden Erfindung.

Das '224 Patent bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung gelösten Sauerstoffs aus einem Nährmedium für anaerobe Bakterien durch die Verwendung von sterilen Membranfragmenten, die aus Bakterien abgeleitet sind, die Membranen aufweisen, die ein Elektronentransportsystem aufweisen, welches in Gegenwart eines Wasserstoffdonors im Nährmedium Sauerstoff zu Wasser reduzieren. Es ist bekannt, daß eine große Anzahl von Bakterien zytoplasmatische Membranen aufweisen, die ein Elektronentransportsystem enthalten, welches wirksam Sauerstoff zu Wasser reduziert, wenn ein geeigneter Wasserstoffdonor in dem Medium vorhanden ist. Einige der in dem '244 Patent identifizierten Bakterienquellen sind Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Gluconobacter oxydans und Pseudomonas aeruginosa.

Diese bakteriellen Membranen waren sehr effektiv bei der Entfernung von Sauerstoff aus Medien und anderen wasserhaltigen und halbfesten umgebungen

Die gleichen Sauerstoff reduzierenden Effekte, die durch die Zellmembranfragmente der oben angedeuteten bakteriellen Quellen erzeugt werden, sind auch in der Membran von mitochondrialen Organeen einer großen Anzahl von höheren nicht bakteriellen Organismus vorhanden. Genauer gesagt, weisen eine große Anzahl von Pilzen, Hefen und Pflanzen und Tieren Mitochondrien auf, die Sauerstoff zu Wasser reduzieren, wenn sich ein passender Wasserstoffdonor in dem Medium befindet. Einige der Quellen Sauerstoff reduzierender Membranen aus diesen Mitochondrien sind: Rinderherzmuskel, Kartoffeknolle, Spinat, Saccharomyces, Neurospora, Aspergillus, Euglena und Chiamydomonas. Das Verfahren der Herstellung der nützlichen mitochondrialen Membranfragmente schließt folgenden Schritte ein:

1. Hefe, Pilzzellen, Algen und Protozoen, mit mitochondrialen Membramen mit einem Elektronentransfersystem, welches Sauerstoff zu Wasser reduziert, werden unter passenden Bedingungen bei aktiver Belüftung und einer Temperatur, die das Wachstum der Zellen unterstützt, normalerweise etwa 20ºC bis 45ºC, in einem Nährmedium gewachsen. Alternativ können Mitochondrien aus Zellen tierischen oder pflanzlichen ursprungs erhalten werden.

2. Die Zellen werden durch Zentrifugieren oder durch Ritrierung gesammelt und mit destilliertem Wasser gewaschen.

3. Für die Präparation von rohen mitochondrialen Membranfragmenten wird eine konzentrierte Suspension von Zellen behandelt, um die Zellwände und die Mitochondrien aufzubrechen. Dies wird durch bekannte Mittel bewerkstelligt, beispielsweise durch Ultraschallbehandlung oder durch mehrfaches Hindurchführen der Suspension durch eine French-Presse bei 20 000 psi.

4. Der zelluläre Abfall wird durch Niedriggeschwindigkeitszentrifugation oder durch Mikrofutration (Querstrom-Filtration) entfernt.

5. Der Überstand oder das Filtrat wird einer Hochgeschwindigkeitszentrifugation (175 000 g bei 5ºC) oder einer ultrafiltration ausgesetzt.

6. Für die Präparation von Material höherer Reinheit werden die Zellen des Schrittes 2 in einen 1.0 M Sucrose-Puffer gegeben und durch Mittel behandelt, die die Zellwände oder-membranen aufbrechen, aber die Mitochondrien in Takt lassen. Dies wird durch bekannte Mittel bewerkstelligt, beispielsweise durch ultraschallbehandlung, durch Hindurchpassieren durch eine French-Presse bei niedrigem Druck, durch enzymatische Verdauung oder durch Hochgeschwindigkeitsdurchmischung mit Glasperlen.

7. Der zelluläre Abfall aus dem Schritt 6 wird durch differenzielle Zentrifugation oder durch Flitration entfernt.

8. Der Überstand oder der Rückstand aus Schritt 7 wird durch eine French- Presse bei 20 000 psi hindurchgeführt, um die Mitochondrien in kleine Stücke aufzubrechen.

9. Mitochondrialer Abfall aus dem Schritt 7 wird durch Zentrifugation bei 12000 g für etwa 15 Minuten oder durch Mikrofiltration enternt.

10. Der Überstand oder das Filtrat aus Schritt 9 wird einer Hochgeschwindigkeitszentrifugation (175 000 g bei 5ºC) oder einer Ultrafiltration ausgesetzt.

11. Das Pellet oder der Rückstand aus Schritt 5 (rohe mitochondriale Fragmente) oder das Pellet oder der Rückstand aus Schritt 10 (gereinigte mitochondriale Membranfragmente) werden in einer Pufferlösung bei einem pH von etwa 6.0 bis etwa 8.0 resuspendiert. Eine bevorzugte Pufferlösung ist eine 0.02M-Lösung von N-2-Hydroxyäthylpiperanzin-N'-2-Äthan-Sulfonsäure (HEPES).

12. Die Membranfragmente in der Pufferlösung werden dann unter Druck durch einen Filter mit Öffnungen mit etwa 0.2 Mikrometer hindurch geleitet.

13. Die Suspension wird dann bei etwa 20ºC zum späteren Gebrauch gelagert oder trockengefroren.

Dieses Verfahren sowie die damit erzeugten Mittel ist Gegenstand einer separat eingereichten, parallel anhängigen Patentmeldung, Seriennr. WO/A-88/04319 für "Material and Method for Promoting Growth of Anaerobic Bacteria". Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Zell- und/oder Mitochondrienmembranfragmente können gemäß den in dem '224-Patent dargestellten Verfahren und der gemäß der oben erwähnten, parallel anhängigen Anmeldung erzeugt werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zum Entfernen von Sauerstoff in Getränke- und Lebensmittelprodukten wie Bier und Wein verwendet werden.

Während die meisten natürlichen Getränke- und Lebensmittelprodukte das Hinzufügen eines Wasserstoffdonors für das in den Membranfragmenten vorhandene Enzymsystem nicht benötigen, um den in dem Produkt vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wenn Lösungen verwendet werden, die synthetisches Äthanol enthalten, kann darüber hinaus die Hinzufügung eines Wasserstoffdonors (d.h. eines organischen Substrates) notwendig sein, um den Membranfragmenten zu ermöglichen, ihre Sauerstoff abbauenden Funktionen auszuführen. Passende Wasserstoffdonatoren sind Milchsäure, Bernsteinsäure, α-Glycerolphosphat, Ameisensäure, Äpfelsäure und, wo sie zur Verfügung stehen, ihre entsprechenden Salze.

Darüber hinaus muß auch die Temperatur der Reaktantenlösung angepaßt werden um den Desoxidationsprozess zu optimieren. In dieser Beziehung ist der Temperaturbereich für die Aktivität groß, von einem Niederstwert von 5ºC bis zu einem Höchstwert von etwa 60ºC. Unter optimalen Bedingungen arbeitend kann die vorliegende Erfindung den gelösten Sauerstoff auf etwa 0.1 ppm oder darunter zurückführen. Die Membranfragmente sind in ihrer Sauerstoff abbauenden Fähigkeit einem starken, chemischen reduzierenden Mittel, Wie etwa Natriumhydrosulfit, gleichwertig.

Während die Sauerstoff abbauenden Membranfragmente direkt der Äthanollösung zum Zwecke der Desoxidation der Lösung hinzugefügt werden können, können die Membranfragmente daniber hinaus auch der Äthanollösung durch Einbringen der Membranfragmente in die mit der Lösung in Kontakt stehende Oberfläche der zum Aufbewahren der Äthanollösung verwendeten Mittel indirekt hinzugefügt werden. Diesbezüglich können die Membranfragmente in eine große Vielzahl von mit der Lösung in Kontakt stehende Oberflächen eingebracht werden, Wie etwa die polymerische Auskleidung von Flaschen und Dosen, der Plastikbehälter selbst usw.. Durch Einbringen der Membranfragmente in die Oberflächen, die mit der Lösung in Kontakt stehen, werden die Lagerungsbedingungen des verpackten Materials verbessert, ohne direkt auf die Lösung Einfluß zu nehmen.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Zusammenstellung zum Schutz von Getränke- und/oder Lebensmittellösungen, die Säuren enthalten, vor dem Fall durch Oxidation. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben ausgeführten, indem das Vorhandensein von Äthylalkohol in der Lösung nicht notwendig ist (obwohl er vorhandensein kann) und der pH der Lösung nicht auf die Betriebsbereiche angepaßt werden muß, die in der ersten Ausführungsform benötigt werden.

Die zusätzliche Ausführungsform der Erfindung ist ein direktes Ergebnis der Entdeckung, daß die Membranfragmente nicht nur in alkoholhaltigen Lösungen effektive Antioxidationsmittel sind, sondern daß die Zellmembranfragmente bestimmter Organismen, wie etwa der Organismen der Gattung Acetobacter, ebenfalls Sauerstoff effektiv aus säurehaltigen Lösungen entfernen können. Dies ist insbesondere deswegen wichtig, da die Zellmembranfragmente des Organismus der Gattung Acetobacter anders als die Zellmembranfragmente des Organismus Escherichia coli für die Verwendung in Lebensmitteln akzeptabel sind. Daher sind die Zellmembranfragmente aus dem Organismus der Gattung Acetobacter effektive Antioxidationsmittel für Getränke- und Lebensmittelprodukte, indem die Membranfragmente den Sauerstoff sowohl von alkohol- als auch von säurehaltigen Lösungen reduzieren oder entfernen.

Insbesondere wurde entdeckt, daß obwohl eine Anzahl von Organism in sauren Umgebungen existieren kann, nicht alle diese Organismen die Fähigkeiten aufweisen, die notwendig sind, um ein sicheres und effektives Antioxidationsmittel zu sein, welches für den Gebrauch in Lebensmittelprodukten und Getränken passend ist. Dementsprechend haben die vorliegenden Erfinder entdeckt, daß Zellmembranfragmente aus den Organismen der Gattung Acetobacter Sauerstoff nicht nur aus alkoholhaltigen Lösungen, sondern auch aus solchen Lösungen entfernen, die Säuren enthalten. Diese Zellmembranfragmente erfüllen ebenfalls die gewünschten Eigenschaften eines effektiven, wie oben erwähnten Oxidationsmittels.

Insbesondere haben die vorliegenden Erfinder entdeckt, daß das Elektransportsystem, welches in den Zellmembranfragmenten des Organsimus Acetobacter aceti ATCC #23746 (NCIB 8554) gefunden wurde, den gesamten gelösten Sauerstoff aus sauren, Alkohol enthaltenden Lösungen in einer relativ kurzen Zeit entfemt, d.h. die Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti ATCC #23746 entfernten den gesamten gelösten Sauerstoff aus Weißwein (pH = 3.4) in 79.1 Minuten bei 37ºC und in 29.3 Minuten bei 32ºC. Siehe unten Beispiel 5. Die Sauerstoff abbauenden Eigenschaften der Zellmembranfragmente von Acetobacter aceti sind in soweit neu, da - nach dem Wissen der Erfinder - dies das erste Mal ist, daß die Eigenschaften der Fragmente beschrieben wurden.

Darüber hinaus deuteten die in der obigen Entdeckung Daten an, daß der optimale pH der Enzyme des Elektronentransportsystems, welches sich in den Zellmembranfragmenten von Acetobacter aceti befindet, etwa 5.2 ist, und der Arbeitsbereich zwischen etwa 3 und 8.0 liegt. Dies ist ein scharfet Kontrast zu dem Elektronentransportsystem für die Zellmembranfragmente von Escherichia coli, welches einen optimalen pH von 8.4 und einen Arbeitsbereich von 6.0 bis 9.0 aufweist. Daniber hinaus deuteten die Daten an, daß die Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti ebenfalls sehr effektiv bei dem Enternen von Sauerstoff aus nicht alkoholischen, sauren Lösungen, wie etwa Tomatensaft (pH =4) und Cola (pH =3) ist. Die Enzyme des Elektronentransportsystems von Escherichia coli-Zellmembranfragmenten erzeugten keinerlei Aktivität bei diesen niedrigen pH-Werten.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, welches das Entfernen von Sauerstoff aus sauren Lösungen einschließt, kann zum Entfernen von Sauerstoff aus verschiedenen sauren, wasserhaltigen oder semi-wasserhaltigen Lösungen verwendet werden. Beispiele solcher Lösungen schließen kohlensäure- und nicht-kohlensäurehaltige Getränke- und Lebensmittelprodukte ein, wie etwa Fruchtsäfte, Limonaden, Salatsaucen, Eingemachtes, Relish und andere Zutaten, Oliven, Sauerkraut, Gemüsesäfte, Pürees, Marmeladen, Gelees und Konserven. Zusätzlich können saure, äthanolhaltige Lösungen, wie etwa Bier und Wein, ebenfalls verwendet werden. Die Zellmembranfragmente des Organismus der Gattung Acetobacter können entweder (i) direkt in die sauren Lösungen oder (ii) indirekt durch Einbringen der Membranfragmente in die mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche des Verpackungsbehälters hinzugefügt werden.

Während die meisten natürlichen Getränke- und Lebensmittelprodukte eine ausreichende Menge von organischen Substraten enthalten, um den zur Reduzierung des in der Lösung vorhandenen Sauerstoffs zu Wassers benötigten Wasserstoff zur Verfügung zu stellen, können darüber hinaus ebenfalls zusätzliche Wasserstoffdonatoren, wie etwa Milchsäure, Bemsteinsäure, α-Glycerolphosphat, Ameisensäure, Äpfelsäure und/oder ihre entsprechenden Salze zu den sauren Lösungen hinzugefügt werden, insbesondere solche, die für die kommerzielle Verwendung bestimmt sind.

Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch zum Verhindern der anzymatischen "Bräunungs-"Reaktion verwendet werden, welche bei dem oxidativen Verderb von Früchten und Gemüse auftritt. Insbesondere verursachen die Enzymen in Früchten und Gemüse, daß Äpfel, Aprikosen, Bananen, Kartoffeln und andere eindunkeln, wenn sie nach dem Schneiden zerquetschen oder dem Überreifen Luft ausgesetzt werden. Die Membranfragmente der vorliegenden Erfindung können dazu verwendet werden, die enzymatische Bräunungsreaktion zu verhindern und/oder zu verzögern.

Wie durch die unten angeführten Daten genauer angedeuten wird, entdeckten die vorliegenden Erfinder, daß, wenn der exponierte Abschnitt frisch geschnittener Gemüse oder Früchte in eine Lösung getaucht wurde oder mit dieser beschichtet wurde, die Membranfragmente der vorliegenden Erfindung enthält, die Bräunungsreaktion, welche bei dem oxidativen Verderb auftritt, verzögert wurde. Dies ist insbesondere dann richtig, wenn die Fr"chte oder Gemiise, bei denen Zellmembranfragmente des Organismus Escherichia coli verwendet wurden, einen relativ neutralen pH-Wert aufwiesen, d.h. die Kartoffel weist einen pH = 6.5 auf. Wenn die verwendeten Früchte oder Gemuse jedoch einen niedrigen pH (d.h. weniger als 5) aufwiesen, waren die Zellmembranfragmente des Organismus Eschericia coli nicht in der Lage, die Bräunungsreaktion zu verhindern. Dies liegt daran, daß das Elektronentransportsystem der Zellmembranfragmente des Organismus Escherichia coli bei derart niedrigen pH-Werten inaktiv ist. Diese Schwierigkeit kann überwunden werden durch Verwendung von Membranfragmenten mit einem Elektronentransportsystem (wie etwa Zellmembranfragmente aus Organismen der Gattung Acetobacter), die in sauren Lösungen wirksam sind.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Illustration der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

BEISPIEL 1

Um die Wirksamkeit des Elektronentransportsystems der Zellmembranfragmente aus dem Organismus Escherichia coli (d.h. "Oxyrase") in Äthanol (Äthylalkohol) Lösungen zu bestimmen, wurde eine ausreichende Menge von Äthanol-Alkohol zu drei 0.34 Einheitenlml einer Suspension der Zellmembranfragmente hinzugefügt, um Lösungen zur Verfügung zu stellen, die 0, 9.5 und 13.0 Gewichtsprozent Äthyl-Alkohol enthalten. In diesem Zusammenhang ist eine Einheit einer Suspension der Zellmembranfragmente die Menge an Zellmembranfragmenten, die 1.0 Prozent gelösten Sauerstoff pro Sekunde pro Milhiter einer Lösung reduziert, die 1.75 ml einer 10mM-Natriumlactat-Lösung in einem 20mM-Phosphat-Puffer bei einem pH von 8.4 und bei einer Temperatur von 37ºC reduziert. Die Membranfragmente wurden entweder durch das oben genannte Verfahren isoliert und gereingt (d.h. das in dem '224-Patent und/oder '190-Anmeldung genannte Verfahren), oder es wurden die Membranfragmente kommerziell von Oxrasm, Inc., Ashland, Ohio, zur Verfügung gestellt. Die pH-Werte und die Temperaturen der drei Lösungen wurden abgestimmt, um Lösungen mit einem pH von 7 einer Temperatur von 37ºC zu erzeugen. Zwei Kontroliproben, eine 1 Einheit von Zellmembranfragmenten enthaltend und die zweite Phosphatpuffer enthaltend, wurden bei 37ºC bei einem pH von 8.4 mit 0 Gewichtsprozent Äthanol gefahren. Natriumlactat wurde den Lösungen zum Zwecke des zur Verfügungstellens eines Substrates (d.h. eines Wasserstoffdonors) für die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser hinzugefügt.

Nach dem Hinzufügen der Zellmembranfragmente zu den beiden Lösungen wurde unter Verwendung eines Sauerstoffsensors (Oxygraph 5/6, Gilson International, Middieton, Wisconsin) die Zeit (Minuten) bestimmt, die das in den Membranfragmenten vorhandene Elektronentransportsystem benötigt, um 100 Gewichtsprozent Sauerstoff aus den Äthanolproben zu entfernen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.

TABELLE 1 Wirkung von Äthanol auf die Aktivität von Zellmembranfragmenten des Organismus Escherichia coli. Benötigte Zeit um Sauerstoff zu entfernen (Minuten)

Die Daten deuten an, daß das in den Zellmembranfragmenten des Organismus Escherichia coli vorhandene Elektronentransportsystem in der Gegenwart von Äthanol, insbesondere in der normalerweise in Wein aufzufindenen Menge von Äthanol wirksam war, obwohl etwas durch den pH und Äthanolkonzentrationen beeinflußt. Wie oben bereits angedeutet, war die Toleranz des Elektronentransportsystems in den Zellmembranfragmenten höchst unerwartet, da Enzyme oft intolerant für Äthanol sind.

BEISPIEL 2

Ein ähnlicher Test, wie der oben genannte, wurde mit von André Wines, Ltd., Winona, Ontario, Canada, zur Verfügung gestellten Weinproben durchgeführt, um zu bestimmen, ob das in den Zellmembranfragmenten vorhandene Elektronentransportsystem in verschiedenen, natürlichen äthanolhaltigen Lösungen wirksam war. Da die Wirksamkeit der Zellmembranfragmente als ein Oxidationsmittel in Wein festzustellen war, enthielt der verwendete Wein keine chemischen Antioxidationsmittel, wie etwa Kahummetabisulfit, Natriumsulfit usw..

Genauer gesagt wurden 0.34 Einheiten/ml einer Suspension der Zellmembranfragmente aus dem Organismus Escherichia Coli zu den folgenden, von André zur Verfügung gestellten Weinproben hinzugefügt:

Verwendeter Weißwein: 1988 Seyval - Restzucker = 2.11 G/L

Verwendeter süßer Wein: 1988 Seyval - Restzucker = 24.7 G/L

Verwendeter Rotwein: 1988 Dechaunac - Restzucker = 3.8 G/L

Die Weinproben wiesen Äthanolkonzentrationen zwischen 12 und 14 % auf. Vor dem Hinzufügen der Zellmembranfragmente wurden die pH-Werte und die Temperaturen der Weinproben auf einen pH von 7 und einer Temperatur von 37ºC angehoben, zur Anpassung an die Aktivität der Zellmembranfragmente von Escherichia coli. Als Ergebnis des Einschlusses von natürlichen Wasserstoff liefernden Substraten, wie etwa Milchsäure, in die verschiedenen Weinproben, war die Hinzufügung eines zusätzlichen Substrates nicht notwendig. Die Wirksamkeiten des in den Zellmembranfragmenten von Escherichia coli vorhandenen Elektronentransportsystems wurde in den verschiedenen Weinproben bestimmt. Die Ergebnisse sind unten in der Tabelle 2 dargestellt.

TABELLE 2 Die Wirksamkeiten der Zellmembranfragmente in Wein Benötigte Zeit um Sauerstoff zu entfernen (Minuten)

Die Daten deuteten an, daß das in den Zellmembranfragmenten von Escherichia coli vorhandene Elektronentransportsystems den gelösten Sauerstoff in den Weinproben vollständig in 9.3 bis 1 6 Minuten bei 37ºC entfernte. Die Testergebnisse zeigten, daß die Zellmembranfragmente von Escherichia coli für pH-angepaßte Weine und andere natürlich erzeugte äthanolhaltige Lösungen ein wirksames Antioxidationsmittel war. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse weiterhin, daß, um ein Antioxidationsmittel zu erzeugen, welches in natürlichen Produkte mit niedrigen pH-Werten effektiv war, Zellmembranfragmente notwendig waren, die Elektronentransportsysteme aufwiesen, die Niedrig-pH-Aktivitätsprofile aufweisen.

BEISPIEL 3

Um zu bestimmen, ob sehr niedrige Konzentrationen des Elektronen stems in den Zellmembranfragmenten in äthanolhaltigen Lösungen arbeiten würden, wurde die Zeit bestimmt, die benötigt wurde, um den Sauerstoff zu vorbelüfteten Weinproben zu entfernen, die 0.0075 Einheiten des Zellmembranfragments pro Milliliter bei 33ºC enthielten. Zusätzlich wurde auch die Wirksamkeit des chemischen Antioxidationsmittels Kaliummetabisulfit (K&sub2;S&sub2;O&sub2;) in belüfteten Wein mit der Wirksamkeit der niedrigen Konzentration der Zellmembranfragmente aus dem Organismus Escherichia coli bei einem pH von 7 vergleichen. Die Ergebnisse sind unten in der Tabelle 3 dargestellt.

TABELLE 3 Die Aktivitäten von Kallummetabisulfit und niedrigen Konzentration von Zellmembranfragementen Benötigte Zeit um Sauerstoff zu entfernen (Minuten)

Untersuchungen mit 0.0075 Einheiten Sauerstoff/ml und bei 33ºC durchgeführt.

Die Daten zeigten an, daß sogar eine so geringe Konzentration wie 0.0075 Einheiten/ml von Zellmembranfragmenten den gesamten gelösten Sauerstoff in etwa 50 bis 60 Minuten bei 33ºC entfernen würden. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse, daß Kahummetabisufit, wenn es überhaupt wirksam ist, wesentlich langsamer ist als die Zellmembranfragmente der vorliegenden Erfindung.

Die Bedeutung der Beobachtung, daß nur eine sehr kleine Menge von Zellmembranfragmenten notwendig war, um den Sauerstoff aus dem äthanolhaltigen Lösungen zu entfernen, ist sowohl praktisch als auch ökonomisch. Je niedriger der wirksame Anteil der Zellmembranfragmente ist, umso niedriger ist die Wahrscheinlichkeit nachteiliger Effekte auf den Geruch, den Geschmack und das Aussehen. Zusätzlich ist die Möglichkeit eines kommerziellen Erfolges größer, je niedriger die wirksame Konzentration ist.

BEISPIEL 4

Die Wirksamkeit des Elektronentransportsystems aus den Zellmembranfragmenten des Organismus Escherichia coli (d.h. 2.5 MG/L OXYRASE) als ein Antioxidationsmittel wurde verglichen mit dem chemischen Antioxidationsmittel Schwefeldioxid (50 MG/L freies 502) in pH-abgestimmten Weinen (d.h. pH =7). Hier wurden die folgenden André-Weine verwendet:

Verwendeter Weißwein: 1988 Seyval - Restzucker

Verwendeter süßer Weißwein: 1988 Seyval - Restzucker

Verwendeter Rotwein : 1988 Dechaunac - Restzucker

Die Weine wurden zuerst mit ,350 MG/L Bentonit (eine kolloidaler Ton, wie etwa Aluminiumsilikat, hauptsächlich aus Walkton zusammengesetzt) und dann im Labor über einen großen M-70-Filter gefiltert. Die Weine wurden behandelt und in Flaschen abgefüllt. Die Flaschen wurden dann bei erhöhter Temperatur (d.h. bei 30ºC ± 1ºC) inkubiert, um beschleunigte Stabilitätsdaten zu erhalten. Die Flaschen wurden dann periodisch geöffnet und ihre Konzentrationen an gelöstem Sauerstoff gemäß der folgenden Tabelle 4 bestimmt.

TABELLE 4 Die Konzentration gelösten Sauerstoffs (G.S.) in mit verschiedenen Antioxidationsmitteln behandeltem Wein

Beachte: Alle Einheiten in MG/L

Die Daten zeigten, daß das Elektronentransportsystem in den Zellmembranfragmenten die Konzentrationen gelösten Sauerstoffs sofort auf sehr niedrige Pegel senkte und diese während des achtwöchigen Tests aufrechterhielt. Im Geg zeigten die das derzeitige kommerzielle Verfahren verwendenden Sulfit-Weine eine langsame und verzögerte Reduktion von gelöstem Sauerstoff während der Testperiode und konnten sogar nach acht Wochen nicht die durch die Oxyrase erzeugten niedrigen Pegel erreichen.

Es war weiterhin interessant zu bemerken, daß die unbehandelten Weine (Kontrolle) ebenfalls eine Reduktion des gelösten Sauerstoffs zeigten, die etwas hinter den Sulfit-Weinen lag. Dies zeigt, daß der gelöste Sauerstoff in den ungeschützten Weinen mit dem Wein reagiert (d.h. der Wein selbst wurde reduziert). Dies ist genau das, was Weinhändler vermeiden wollen. Im Ergebnis zeigten die Daten, daß unter diesen Bedingungen der Gebrauch von Sulfiten als ein Antioxidationsmittel bestenfalls nur marginale Wirkungen hatte.

Weiterhin wurden nach acht Wochen die Flaschen des süßen Weißweines geöffnet und durch Belüftung des Weines bis zu seinem Sättigungspunkt reoxidiert (ungefähr gleich 8.10 MG/L). Nachdem die Flaschen des reoxidierten Weines außen bei Raumtempertur für sieben Tage gelagert wurden, wurde der Gehalt an gelöstem Sauerstoff des reoxidierten Weines gemäß Tabelle 5 bestimmt.

TABELLE 5

Die Ergebnisse zeigten, daß nur der mit den Zellmembranfragmenten des Organismus Escherichia coli (d.h. "Oxyrase") behandelte Wein eine Reduktion in der Quantität des wiedereingeführten Sauerstoffs mit der Zeit zeigte. Daher erhielten die Zellmembranfragemente, die in der vorliegende Erfindung verwendet wurden, ihre Wirksamkeit sogar über acht Wochen im Gegensatz zu den Sulfiten aufrecht.

BEISPIEL 5

Umzellmembranfragmente zu erhalten, die Elektronentransportsysteme aufweisen, welche im niedrigen pH-Bereich optimal arbeiten, würden die Zellmembramfragmente einer Anzahl von sauren Organismusfamilien ausgewertet. Diesbezüglich entdeckten die Erfinder, daß Organismen der Gattung Acetobacter insbesondere sehr gut geeignet waren zum Entfernen von Sauerstoff, nicht nur aus sauren Lösungen sondern auch aus äthanolhaltigen Lösungen. Dies war insbesondere interessant, da obwohl die Organismen der Gattung Acetobacter nicht die am meisten saure Familie der erhältlichen Organismen ist, verschiedene Spezies von Acetobacter kompatibel mit Lebensmittelprodukten sind.

Dementsprechend haben die vorliegenden Erfinder entdeckt, daß der Organismus Acetobacter aceti, ATCC Nr.23746 (NCIB 8554) eine exzellente Quelle für Zellmembranfragmente ("Aceto-Oxyrase") ist, mit einem Elektronentransportsystem, welches optimal bei niedrigen pH-Werten arbeitet. Darüber hinaus war das Elektronentransportsystem der Zellmembranfragmente von Acetobacter aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") in sauren Lösunge wirksam, sie waren ebenso wirksam in äthanolhaltigen Lösungen.

Insbesondere wurden die relativen pH-Wirksamkeiten des Elektronentransportsystems der Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti bei 0.02 M KH&sub2;PO&sub4; + 10 mM Lactat bei 37ºC (d.h. 40p der Zellmembranfragmente, was 1.32 Einheiten der bei optimalem pH gemessenen Oxyrase-Aktivität entspricht) bestimmt und unten in der Tabelle 6 dargestellt.

TABELLE 6 Der optimale pH-Bereich von Aceto-Oxyrase in 0.2 M KH&sub2;PO&sub4; + 10 mM Lactat bei 37ºC

Die Daten zeigten, daß der optimale pH für das Elektronentransportsytem der Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti (Aceto-Oxyrase) etwa 5.2 ist, mit einem Arbeitsbereich von mindestens etwa 3 bis 8.0. Dies ist ein scharfer Kontrast zu der Wirksamkeit des Elektronentransportsystems, welches sich in den Zellmembranfragmenten des Organsismus Escherichia coli befindet, welches einen optimalen pH von 8.4 und einen Arbeitsbereich von etwa 6.0 bis etwa 9.0 aufweist.

Wenn darüber hinaus die Wirksamkeit des in den Zellmembranfragmenten von Escherichia coli (d.h. E.C. 100 von Oxyrase, Inc., Ashland, Ohio) vorhandenen Elektronentransportsystems in Weißwein bei einem pH = 3.4 vergleichen wurde mit der der Zellmembranfragmente von Acetobacter aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") (seihe unten Tabelle 7), zeigten darüber hinaus die Daten, daß die Aceto-Oxyrase den gesamten gelösten Sauerstoff in Weißwein bei 37ºC in 79.1 Minuten und bei 32ºC in nur 29.3 Minuten entfernten. Das Elektronentransportsystem der Zellmembranfragmente des Organismus Escherichia coli zeigten bei diesem pH keine Aktivität Darüber hinaus zeigten die Daten, daß das Elektronentransportsystem aus den Zellmembranfragmenten des Organismus Acetobacter aceti wirksamer war, d.h. eine höhere Aktivität bei einer niedrigeren Temperatur aufwies, als die von Escherichia coli. Dies ist insbesondere interessant, da die optimalen Lagerungsbedingungen von vielen Nieder-pH- und/oder Äthanol-Lösungen bei niedrigen Temperaturen liegen.

TABELLE 7 Aktivität von Aceto-Oxyrase und EC 100 in Weißwein

BEISPIEL 6

Die Zeit die das in den Membranfragmenten des Organismus Acetobacter aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") vorhandene Elektronentransportsystem benötigte, um den gelösten Sauerstoff vollständig aus einer Anzahl von säure- und/oder alkoholhaltigen Lösungen zu entfernen, wurde aufgrund eines Verfahrens bestimmt, welches gegenüber dem oben angedeuteten etwas abgewandelt war. Das abewandelte Verfahren war notwendig, um die durch den Oxygraph-Sauerstoffsensor erzeugten Ausdrucke zu verstärken. Vorexperimente gemäß dem unmodifizierten Verfahren zeigten, daß die Blasen von bestimmten kohlesäurehaltigen Getränken, wie etwa Bier, sowie Teilchen in den Lösungen, wie etwa die Gemüseteilchen in Tomatensaft, mit der Fähigkeit der Elektrode in dem Sauerstoffsensor weschelwirkte, so daß schwache Abtastungen oder Ausdrucke erzeugt wurden.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurden die kohlensäurehaltigen Getränke zuerst durch wiederholtes Schütteln bei Raumtemperatur und/oder durch Filtern der Lösungen oder Klären durch Zentrifugation bei 3000 rpm für 10 Minuten vor der Analyse entgast. Die behandelten Lösungen, d.h. Bier oder Tomatensaft, wurden dann in die Oxygraph-Kammer eingeführt, bis die Kammer vollständig gefüllt war (d.h. etq 1.75 ml). Da die Lösungen, d.h. Bier und Tomatensaft, natürliche Substrate enthielten, war die Hinzufügung von Substraten zu der Lösung nicht notwendig. Die Proben wurden bei 25ºC für 5 Minuten ins Gleichgewicht gebracht. Nach der Herstellung des Gleichgewichts wurde der Sauerstoffsättigungswert erhalten und dann wurde 40µl der "Aceto-Oxyrase" (d.h. Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti, etwa 28 mg/ml Trockengewicht) in die Proben injiziert. Die Zeit, die benotlgt wurde, um den gesamten meßbaren Sauerstoff zu entfernen, wurde bestimmt und unten in der Tabelle 8 dargestellt.

TABELLE 8 Benötigte Zeit für Aceto-Oxyrase um den Sauerstoff in verschiedenen Lösungen zu entfernen

Die Ergebnisse zeigten, daß, obwohl das Elektronentransportsystem, welches sich in den Membranfragmenten des Organismus Acetobacte aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") befindet, unterhalb seines optimalen pH (welcher etwa 5.3 ist) verwendet wurde, das in den Membranfragmenten vorhandene Elektronentransportsystem den gesamten Sauerstoff aus sowohl Bier als auch Tomatensaft bei 25ºC in einer relativ kurzen Zeit entfernte.

Um zu bestimmen, ob das Elektronentransportsystem in den Membranfragmenten des Organismus Acetobacter aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") in gänzlich sauren Lösungen, welche keine natürlichen wasserstoffspendenden Substrate einhielten wirksam war, wurde ein dem obigen Test ähnlicher Test in Lösunge von Coca Cola (markenrechtlich geschützt und vertrieben durch The Coca-Cola Co., Atlanta GA), die das hinzugefügte Substrat Natriumlactat enthielten, durchgeführt. Diesbezüglich hatten frühere Experimente gezeigt, daß kein Substrat natürlich in Coca Cola vorkommt, daher wurden 20 µl einer 1 M Natriumlactat-Lösung in die Coca Cola enthaltende Testkammer eingeführt. Das vewendete Verfahren war das gleiche, wie das für das Bier und den Tomatensaft verwendete, mit der Ausnahme, daß die Analyse bei 15-18ºC und nicht bei 25ºC durchgeführt wurde. Die Zeit, die benötigt wurde, um den gesamten meßbaren Sauerstoff zu entfernen, wurde bestimmt und unten in Tabelle 9 dargestellt.

TABELLE 9 Von Aceto-Oxyrase benötigte Zeit, um Sauerstoff aus Coca Cola zu entfernen

Die Ergebnisse zeigen, daß das Elektronentransportsystem in den Membranfragmenten des Organismus Acetobacter aceti (d.h. "Aceto-Oxyrase") wirksam war bei dem Entfernen von Sauerstoff aus gänzlich sauren Lösungen, die keine natürlichen Substrate enhalten, wenn der Probe anschließend ein Substrat hinzugefügt wird.

BEISPIEL 7

Um die Wirksamkeit der Membranfragmente bei der Kontrolle der enzymatischen "Braunungs-"Reaktion zu bestimmen, welche bei dem oxydativen Verderb von Früchten und Gemüse auftritt, wurden Proben von geschnittenen Früchten und Gemuse mit einer Lösung der Membranfragmente beschichtet. Die Wirkungen, die die Behandlungen auf die "Bräunung der Proben hatten wurde beobachtet.

Insbesondere wurden Proben von in Scheiben geschnittenen oder aufgeschnitten Äpfeln (pH=3-4), Bananen (pH=4.5-5) und Kartoffeln (pH=6.5) in verschiedene Lösungen von Membranfragmenten des Organismus Escherichia coli (0.3 Einheiten/ml der Membranfragmente) gegeben. Zusätzlich wurden Proben von in Scheiben geschnittenen Äpfeln, Bananen und Kartoffeln in eine Lactatlösung (0.01 M Natriumlactat), einem Substrat für die Zellmembranfragmente gegeben, um als Kontrollen zu dienen. Die Wirksamkeit der Membranfragmente zur Kontrolle der Bräunung der Proben wurde visuell sowohl bei Umgebungs- (d.h. 18-20ºC) als auch bei Gefrier-(d.h. 4ºC) Temperaturen beobachtet, und es wurde der erste Zeitpunkt aufgezeichnet, bei dem eine wahrnehmbare Bräunung auftrat. Die Ergebnisse zeigten, daß, obwohl die Bräunungsreaktionen der Proben der in Scheiben geschnittenen Äpfel und Bananen durch die Membranfragmente nicht beeinflußt wurden (d.h. die Frucht wurde mit der Zeit braun), wurde ein sehr positives Ergebnis (d.h. keine sichtbare Farbveränderung) bei der Probe der in Scheiben geschnittenen Kartoffeln in den Escherichia coli Membranfragmenten bei Umgebungstemperaturen erhalten, wenn sie mit den Kontrollen verglichen wurden. Diesbezüglich verzögerte die Behandlung der Kartoffelscheiben mit der Zellmembranfragmente des Organismus Escherichia coli den Beginn der Bräunung um eine Periode, die fünf mal (5×) länger war als die in den Kontrollen beobachtete.

Darüber hinaus wurde durch Halten der Probe der in Scheiben geschnitten Kartoffeln in der Lösung der Membranfragmente bei Gefiertemperatur (d.h. 4ºC) die Bräunungsreaktion um etwa sieben mal (7×) gegenüber der in der Lactat-Kontrolle bei Umgebungstemperatur (d.h. 18-20ºC) beobachteten Zeit verzögert. Wenn sie jedoch mit den Lactat-Kontrollen bei Gefiertemperaturen (d.h. 4ºC) vergleichen wurde, wurde die Bräunungsreaktion nur leicht (d.h. 20-60%) verzögert.

Des Versagen der Membrandfragmente des Organismus Escherichia coli bei der Kontrolle der Bräunungsreaktion der in Scheiben geschnitten Äpfel und Bananen wurde dem niedrigen pH-Wert der jeweiligen Frucht zugeschrieben. Wie oben angedeutet, weist das in den Membranfragmenten des Organismus Escheria coli vorhandene Elektronentransportsystem einen optimalen pH = 8.4 auf und einen Arbeitsbereich von etwa 6 bis etwa 9. Daher waren die Membranfragmente des Organismus Echerichia Coli nur bei der Kontrolle der Bräunungsreaktion der Kartoffeln mit einem pH von 6.5 wirksam.

Die Begriffe OXYRASE und ACETO-OXYRASE, die in den Beispielen verwendet wurden, sind Marken.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Schützen einer Lebensmittel- oder Getränkelösung, welche Alkohol enthält, vor einem Verderb durch Oxidation, mit den Schritten:

a) eine Lebensmittel- oder Getränkelösung mit Alkohol wird zur Verfügung gestellt; und

b) der Alkohol enthaltenden Lösung wird eine ausreichende Menge von isolierten Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten hinzugefügt, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches in einer Alkohol enthaltenden Lösung Sauerstoff zu Wasser reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Alkohol enthaltende Lebensmittel- oder Getränkelösung etwa 1 bis etwa 1 8 Gewichtsprozent Ethylalkohol enhält, zum Beispiel etwa 9.5 Gewichtsprozent Ethylalkohol.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten, Sauerstoff abbauenden Membramfragmente aus einem oder mehreren der folgenden Objekte abgeleitet sind: Bakterien, Hefe, Pilze, Pflanzen und Tiere, nämlich Rinderherz, Kartoffelknollen, Spinat, Saccharomyces, Neurospora, Aspergillus, Euglena, Acetobacter, Chlamydomonas, Escherichia, Bazillus, Salmonella, Gluconobacter und Pseudomonas.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmente von dem Organismus Escherichia coli abgeleitete Zellmembranfragmente sind.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol enthaltende Lösung auf einen pH von etwa 7 bis etwa 8.4 abgestimmt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol enthaltende Lösung ein alkoholisches Getränk ist, wie etwa Bier oder Wein.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des Hinzufügens eines organischen Substrates zu der Alkohol enthaltenden Lösung.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eines der folgenden Bestandteile enthält: Milchsäure, Bemsteinsäure, α-Glyzerophosphat, Ameisensäure und Apfelsäure oder ein entsprechendes Salz derselben.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt der Anpassung des pH der Alkohol enthaltenden Lösung auf einen pH von etwa 6 bis etwa 9 vor dem Hinzufügen der isolierten, Sauerstoff abbauenden Membramfragmente.

10. Verfahren zum Schützen saurer Lebensmittel oder Getränke vor einem Verderb durch Oxidation, mit den Schritten:

a) eine saure, Sauerstoff enthaltene Lösung wird zur Verfügung gestellt, wobei die saure Lösung einen pH zwischen 2.5 und 7 aufweist; und

b) der sauren Lösung wird eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten hinzugefügt, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu reduzieren, wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches Sauerstoff reduziert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff abbauenden Membranfragmente von einem Organismus der Gattung Acetobacter abgeleitet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff abbauenden Membranfragmente Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti enthalten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fragmente Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacter aceti, ATCC Nr.23746, enthalten.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die saure Lösung Wein, Bier oder Fruchtsaft ist.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das saure Lebensmittel oder Getränk Alkohol enthält.

16. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Ansprüche 1 und 10 mit: einem Mittel zur Aufbewahrung eines alkoholischen und/oder sauren Lebensmittels oder Getränks mit einer mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche und einer nicht mit der Lösung in Kontakt stehenden Oberfläche, wobei die mit der Lösung in Kontakt stehende Oberfläche eine ausreichende Menge von isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmenten enthält, um den in der Lösung vorhandenen Sauerstoff zu Wasser zu reduzieren, wobei die Membranfragmente ein enzymatisches Elektronentransportsystem aufweisen, welches in einer Alkohol enthaltenden Lösung Sauerstoff zu Wasser reduziert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol enthaltende Lösung eine Lebensmittel- oder Getränkelösung ist, welche Äthanol enthält und einen pH von etwa 6 bis etwa 9 aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol enthaltende Lösung eine Äthanol- Lösung ist, welche einen Alkoholanteil von etwa 1 bis etwa 18 Gewichtsprozent aufweist, beispielsweise ein alkoholisches Getränk.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmente von einem oder mehreren der folgenden Bakterien, Hefen, Pilze, Pflanzen und Tiere abgeleitet sind, nämlich: Rinderherz, Kartoffelknollen, Spinat, Saccharomyces, Neurospora, Aspergillus, Euglena, Acetobacter, Chlamydomonas, Escherichia, Bazillus, Salmonella, Gluconobacter und Pseudomonas.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten, Sauerstoff abbauenden Membranfragmente von dem Organismus Escherichia Coli abgeleitete Zellmembramfragmente sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff abbauenden Membranfragmente gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 definiert sind.

22. Verwendung von isolierten Membranfragmenten eines Organismus der Gattung Acetobacter, bevorzugt des Organismus Acetobacter aceti, als ein deoxidierendes Mittel zur Reduzierung oder Entfernung von gelöstem Sauerstoff, oder als ein Antioxidanz zum Verhindern eines Verderbs eines sauren Lebensmittels oder Getränks mit einem pH zwischen 2.5 und 7 durch Oxidation.

23. Verwendung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Zellmembranfragmente des Organismus Acetobacta aceti, ATCC Nr.23746, handelt.







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