DD287274A5 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF SULFATAR PROTEIN HYDROLYSATES BY ENZYMATIC WAYS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen enzymatischen Proteinhydrolysaten fuer kosmetische Zubereitungen. Ziel der Erfindung ist es, bei der enzymatischen Hydrolyse von sulfathaltigen Substraten Proteinhydrolysate mit einem Sulfatgehalt von maximal 0,7% bei 40% Trockenmasse herzustellen. Erfindungsgemaesz wird das durch Einsatz von Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid sowohl zur Statierung eines im Arbeitsbereich des eingesetzten alkalischen Enzyms liegenden p H-Wertes waehrend der enzymatischen Reaktion als auch vor dem Reaktionsabbruch zur p H-Erhoehung auf p H 10,7 sowie einer Temperatur von 98 bis 100C bei der Filtration erreicht.{sulfatarme Proteinhydrolysate; enzymatische Hydrolyse; chromgegerbte Lederabfaelle; p H-Statierung; Calciumhydroxid; Reaktionsabbruch; Calciumhydroxidueberschusz}The invention relates to a process for the preparation of low-sulfate enzymatic protein hydrolysates for cosmetic preparations. The aim of the invention is to produce in the enzymatic hydrolysis of sulfate-containing substrates protein hydrolyzates having a sulfate content of not more than 0.7% at 40% dry matter. According to the invention, this is achieved by the use of calcium oxide or calcium hydroxide both for the staging of a p H value in the working range of the alkaline enzyme used during the enzymatic reaction and before the termination of the reaction to p H elevation to p H 10.7 and a temperature of 98 reaches up to 100C during filtration. {Low-Sulfate Protein Hydrolyzates; enzymatic hydrolysis; chrome-tanned leather waste; p H-stating; calcium hydroxide; Termination of the reaction; Calciumhydroxidueberschusz}

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Es Ist bekannt, daß zur Herstellung von Proteinhydrolysaten aus kollagenhaltlgen Rohstoffen bakterielle, tierische undIt is known that for the production of protein hydrolysates from collagen-containing raw materials bacterial, animal and

pflanzliche Proteasen eingesetzt werden. Es werden Proteasen aus verschiedenen Bacillusarten beschrieben (DE-OS 2252281,herbal proteases are used. Proteases of various Bacillusarten are described (DE-OS 2252281,

DE-OS 2643012, DE-OS 2705671, DE-OS 2709035), die für die Hydrolyse von kc'lagenhaltigen Rohstoffen geeignet sind. DasDE-OS 2643012, DE-OS 2705671, DE-OS 2709035), which are suitable for the hydrolysis of kc'lagenhaltigen raw materials. The Ziel dieser Verfahren ist sowohl in der vollständigen und schnellen Beseitigung ν on Abprodukten, insbesondere derThe aim of these methods is both in the complete and rapid elimination of waste products, in particular the Lederindustrie, als auch in der Weiterverwendung der Hydrolysate zu gewerblich verwertbaren Produkten zu sehen, jedoch ohneLeather industry, as well as in the further use of hydrolysates to commercially useful products to see, but without

daß zur Weiterverwendung weitero Ausführungen gemacht werden. Die Verfahren behandeln nicht die Aufarbeitung derthat further executions are made for further use. The methods do not deal with the workup of the

Hydrolysate zu brauchbaren mineraistoffarmen Ausgangsprodukten für die kosmetische oder WaschmiUelinciustrle.Hydrolysates to useful low-mineral raw materials for the cosmetic or WaschmiUelinciustrle. In DD-WP 212983 und DD-WP 243715 wird die enzymatiscche Gewinnung von Proteinhydrolysaten aus chromgegerbtemDD-WP 212983 and DD-WP 243715 describe the enzymatic recovery of protein hydrolysates from chromium tanned Abfalleder vorgeschlagen, hier allerdings mit dem Ziel der Aufarbeitung der Hydrolysate zu kosmetisch verwendbarenAbfalleder proposed, but here with the aim of processing the hydrolysates to cosmetically usable

Produkten.Products.

Die Herstellung der in DD-WP 243715 verwendeten Serinprotease ist Gegenstand des DD-WP 241533, in dem auch bereits aufThe preparation of the serine protease used in DD-WP 243715 is the subject of DD-WP 241533, in which also already

die vorgenannte Verwendung hingewiesen wird.the aforementioned use is pointed out.

Für die problemlose Weiterverarbeitung dieser enzymatisch gewonnenen Proteinhydrolysate im technischen Maßstab sowie fürFor the problem-free further processing of these enzymatically obtained protein hydrolysates on an industrial scale as well as for

die Gewinnung qualitativ einwandfreier kosmetischer Produkte ist es notwendig, daß die Proteinhydrolysate weitgehend frei von Calcium- und Sulfationen sind.the recovery of qualitatively flawless cosmetic products, it is necessary that the protein hydrolysates are largely free of calcium and sulfate ions.

Diese Notwendigkeit wird in DD-WP 212983 und DD-WP 243715 nicht berücksichtigt. Nach deren Lehren wird einThis requirement is not considered in DD-WP 212983 and DD-WP 243715. According to their teachings one becomes Proteinhydrolysat mit hohen Anteilen an Calcium· und Sulfationen erhalten, was zu beträchtlichen Schwierigkeiten bei derProtein hydrolyzate obtained with high levels of calcium and sulfate ions, causing considerable difficulties in the

technologischen Bearbeitung und zu hierin minderwertigen kosmetischen Produkten führt.technological processing and inferior cosmetic products.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines auf enzymatischem Wege aus sulfathaltigen Substraten, wie z. B. Chromfalzspänen oder Chromspaltleder, gewonnenen Proteinhydrolysates mit einem minimalen Gehalt an Calcium- und Sulfationen, ohne daß hierzu zusätzliche Reinigungs- oder Fällungsoperationen notwendig werden.The aim of the invention is a process for the preparation of an enzymatic way from sulphate substrates, such as. As chrome shavings or chrome split leather, won protein hydrolyzate with a minimum content of calcium and sulfate ions, without the need for additional cleaning or precipitation operations are necessary.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Einhaltung des Arbeitsbereichs des jeweils eingesetzten alkalischen EnzymsThe invention is based on the object, while maintaining the working range of each alkaline enzyme used

(Temperatur, pH-Wert, Zeit, Enzymmenge) zur Herstellung von Proteinhydrolysaten mit den für hochwertige Kosmetika erforderlichen Eigenschaften Bedingungen zu finden, die während des technologischen Regimes der enzymatischen Hydrolyse die Beseitigung des Sulfates bis auf einen Restgehalt von maximal 0,7% und die Herstellung eines zugleich praktisch calciumionenfreien Produktes ermöglichen.(Temperature, pH, time, amount of enzyme) for the production of protein hydrolysates with the properties required for high-quality cosmetics conditions to find that during the technological regime of enzymatic hydrolysis, the elimination of the sulfate to a maximum residual content of 0.7% and Production of a virtually free of calcium ion product allow.

Erfindungsgemäß wird das durch Einsatz einer wäßrigen Calciumoxid- bzw. -hydroxidaufschlämmung sowohl bei derAccording to the invention, this is achieved by using an aqueous calcium oxide or hydroxide slurry in both Steuerung eines im Arbeitsbereich des eingesetzten alkalisch aktiven Enzyms liegenden pH-Wertes während der enzymatischenControl of a lying in the working range of the alkaline-active enzyme pH value during the enzymatic Reaktion als auch vor dem Reaktionsabbruch zur pH-Erhöhung auf pH 10,5 bis 10,7 sowie durch eine Inaktivierungsdauer vonReaction as well as before the reaction termination for pH increase to pH 10.5 to 10.7 and by an inactivation period of

mindestens 20min und eine Temperatur von 98 bis 100⁰C bei der Inaktivierung und anschließenden Filtration erreicht.reached at least 20min and a temperature of 98 to 100 ⁰ C in the inactivation and subsequent filtration.

Die herkömmliche pH-Statierung mit Alkalien, wie z. B. Natriumhydroxid, ist dagegen ungeeignet, das angestrebte Ziel zu erreichen.The conventional pH-stating with alkalis, such. As sodium hydroxide, however, is unsuitable to achieve the desired goal. Die erfindungsgemäßen Bedingungen verändern in ihrer Gesamtheit im vorliegenden Vielstoffsystem das chemischeThe conditions according to the invention change in their entirety in the present multicomponent system the chemical Gleichgewicht zwischen Calciumionen und Sulfationen zugunsten der Bildung unlöslichen Calciumsulfates völlig überraschendBalance between calcium ions and sulfate ions in favor of the formation of insoluble calcium sulfate completely surprising

derart weitgehend, daß nach der sich anschließenden Calciumabtrennung mit Natriumcarbonat das Konzentrat des praktisch calciumfreien Hydrolysates einen Sulfatgehalt von maximal 0,7% aufweist.so much that after the subsequent calcium separation with sodium carbonate, the concentrate of the virtually calcium-free hydrolyzate has a maximum sulfate content of 0.7%.

Calciumionen sind als Oxalat nicht mehr nachweisbar.Calcium ions are no longer detectable as oxalate. Das Verfahren ist geeignet für die Proteinhydrolyse mittels alkalisch wirksamer Enzyme, deren pH-Arbeitsbereiche in einemThe method is suitable for protein hydrolysis by means of alkaline enzymes whose pH ranges in one Gebiet bis pH 10,7 liegen.Area to pH 10.7. Die zur Anwendung kommende Menge Enzym richtet sich nach dessen Aktivität und dem gewünschten Hydrolyseeffekt.The amount of enzyme used depends on its activity and the desired hydrolysis effect.

Die Aktivität des Enzyms sowie die Hydrolyse des Proteins werden durch die erfindungsgemäßen Mittel nicht beeinträchtigt. Das durch die enzymatische Hydrolyse freigesetzte Cr*** wird als Chromhydroxid ausgefällt, das sich nach Abbruch der enzymatischem Reaktion zusammen mit überschüssigem Calciumhydroxid und Calciumsulfat in leichtfiltrierbarer Form abtrennen läßt.The activity of the enzyme and the hydrolysis of the protein are not impaired by the agents according to the invention. The Cr * liberated by the enzymatic hydrolysis is precipitated as chromium hydroxide which, after termination of the enzymatic reaction, can be separated off together with excess calcium hydroxide and calcium sulphate in easily filterable form.

Die Wahl der Bedinguungen der enzymatischen Reaktion zur Erreichung eines bestimmten Molmassenspektrums oder eines gewünschten Abbaugrades ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keinen Änderungen gegenüber den herkömmlichen enzymatischen Verfahren unterworfen.The choice of the conditions of the enzymatic reaction to achieve a certain molecular mass spectrum or a desired degree of degradation is subject in the method according to the invention no changes compared to the conventional enzymatic methods.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

100g Chromfalzspäne werden unter Zusatz von 12 g Calciumoxid in 1180 ml Leitungswasser unter Rühren 20min gekocht. Nach100 g of chrome cuttings are boiled for 20 minutes while stirring with addition of 12 g of calcium oxide in 1180 ml of tap water. To

Abkühlen des Ansatzes auf 5O⁰C und Einstellung des pH-Wertes 9,8 mit HCI erfolgt die Zugabe von 1,0 ml alkalischer Protease derCooling the mixture to 5O ⁰ C and adjusting the pH-value 9.8 with HCI, the addition of 1.0 ml of alkaline protease of Aktivität 1000TE_Hb/ml.Activity 1000 _Hb / ml. Der pH-Wert des Ansatzes wird während der enzymatischen Reaktion durch portionsweise Zugabe vonThe pH of the batch is during the enzymatic reaction by adding portions of Calciumhydroxidsuspension auf 9 gehalten.Calcium hydroxide suspension kept at 9. Die Temperatur der Reaktion wird auf 50°C thermostatiert.The temperature of the reaction is thermostated to 50 ° C. Nach 3h Reaktionszeit wird Calciumhydroxidsuspension bis pH 10,7 zugegeben, danr. ods Reaktionsgemisch zwecksAfter a reaction time of 3 hours, calcium hydroxide suspension is added to pH 10.7, danr. ods reaction mixture in order Inaktivierung des Enzyms auf 100⁰C erhitzt und 'JO min bei dieser Temperatur belassen. Danach werden rasch unterInactivation of the enzyme heated to 100 ⁰ C and 'left JO at this temperature. After that, quickly submerge Aufrechterhaltung der Temperatur die Feststoffe abgetrennt.Maintaining the temperature, the solids separated. Das klare Filtrat wird bei bestehendem pH-Wert 10,7 mit Natriumcarbonat von Calciumionon befreit und weiter zu einemThe clear filtrate is freed at pH 10.7 with sodium carbonate of calcium ionone and further to a

neutralen konzentrierten Hydrolysat aufgearbeitet. Es resultiert ein Produkt mit einem Gehalt von 0,65% Sulfat bei 40%worked up a neutral concentrated hydrolyzate. The result is a product with a content of 0.65% sulfate at 40%

Trockenmasse. Es sind keine Calciumionen als Oxalat nachweisbar.Dry matter. There are no calcium ions as oxalate detectable. Beispiel 2Example 2

85g Chromspaltleder werden unter Zusatz von 10g Calciumoxid in 1000rni Leitungswasser unter Rühren 30min gekocht. Nach85g of chrome split leather are boiled with the addition of 10g of calcium oxide in 1000rni tap water with stirring for 30min. To

Abkühlen des Ansatzes auf 50⁰C und Einstellung des pH-Wertes auf 9,8 mittels HCI erfolgt die Zugabe von 1,0ml alkalischerCooling the mixture to 50 ⁰ C and adjusting the pH to 9.8 using HCI, the addition of 1.0 ml of alkaline Protease der Aktivität 1300TE_Hb/ml.Protease of activity 1300TE _H b / ml. Der pH-Wert des Ansatzes wird während der enzymatischen Reaktion durch portionsweise Zugabe von Calciumhydroxid aufThe pH of the batch is increased during the enzymatic reaction by adding calcium hydroxide in portions

dem optimalen Wert 9,0 des Enzyms gehalten. Die Temperatur der Reaktion wird auf 50⁰C, den optimalen Wert des Enzyms, statiort.kept the optimal value 9.0 of the enzyme. The temperature of the reaction is at 50 ⁰ C, the optimal value of the enzyme statiort.

Nach 2,5h Reaktionszeit wird Calciumhydroxid bis pH 10,5 zugegeben, dann das Reaktionsgemisch zwecks Inaktivierung desAfter 2.5 h reaction time, calcium hydroxide is added to pH 10.5, then the reaction mixture in order to inactivate the Enzyms auf 100⁰C erhitzt und 30min bei dieser Temperatur belassen.Enzyme heated to 100 ⁰ C and left for 30 min at this temperature. Danach werden rasch unter Aufrechterhaltung der Temperatur die Feststoffe abgetrennt. Die weitere Aufarbeitung erfolgt nachThereafter, the solids are rapidly separated while maintaining the temperature. The further work-up takes place after Beispiel 1.Example 1. Es resultiert ein Produkt mit 0,7% Sulfatgehc!< bei 40% Trockenmasse. Es sind keine Claciumionen als Oxalat nachweisbar.The result is a product with 0.7% sulfate at 40% dry matter. There are no Claciumionen detectable as oxalate.

Claims (1)

Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen Proteinhydrolysate!! auf enzymatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß während der onzymatischen Hydrolyse sulfatreicher proteinhaltiger Rohstoffe ein im Arbeitsbereich des jeweils eingesetzten alkalisch aktiven Enzyms liegender pH-Wert durch Zusatz von Calciumoxid- bzw. Calciumhydroxidsuspension statten und vor dem R ;aktionsabbruch der pH-Wert durch erneuten Zusatz von Calciumoxid- bzw. Calciumhydroxidsuspension auf 10,5 bis 10,7 erhöht wird, worauf die Enzyminaktivierung über eine Dauer von mindestens 20 min bei 98 bis 100⁰C erfolgt und anschließend die Feststoffe unter Aufrechterhaltung der vorgenannten Temperatur abgetrennt werden.Process for the preparation of low-protein protein hydrolysates !! enzymatically, characterized in that during the onzymatischen hydrolysis of sulfate-rich protein-containing raw materials a lying in the working range of each alkaline active enzyme pH by addition of calcium oxide or calcium hydroxide suspension and before the R; action discontinuation of the pH by re-addition of calcium oxide or calcium hydroxide suspension is increased to 10.5 to 10.7, after which the enzyme inactivation takes place over a period of at least 20 minutes at 98 to 100 ⁰ C and then the solids are removed while maintaining the aforementioned temperature. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen, auf enzymatischem Wege hergestellten Proteinhydrolysaten aus sulfatreichen, proteinhaltigen Rohstoffen für kosmetische Zubereitungen.The invention relates to a process for the preparation of low-sulfate, enzyme-produced protein hydrolysates from sulfate-rich, protein-containing raw materials for cosmetic preparations.