DD288089A5 - Fermentationsverfahren und zusammensetzung fuer die konservierung von proteinhaltigem futter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fermentationsverfahren und eine Zusammensetzung fuer die Konservierung von proteinhaltigem Futter mit Hilfe von Milchsaeure produzierenden Bakterien in Anwesenheit von Kohlehydraten, bei dem dem Futter Kohlehydrat spaltendes Enzym und organische physiologische Saeure zugesetzt werden, und Zusatzstoff fuer die Konservierung von proteinhaltigem Futter mit Hilfe von Milchsaeure produzierenden Bakterien in Anwesenheit von Kohlehydraten, wobei der Zusatzstoff organische physiologische Saeure enthaelt.{Fermentationsverfahren; Zusammensetzung; Konservierung; proteinhaltiges Futter; Milchsaeure; Bakterien; Kohlehydrate; Enzym; Saeure}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zusammensetzung für die Konservierung von proteinhaltigem Futter, insbesondere für die Konservierung von pflanzlichem oder tierischem Futter, das reich an Proteinen oder Fett und Proteinen ist.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Heute wird Proteinfutter wie Fisch, Fischabfälle, Fleischabfälle usw. hauptsächlich durch Acidifizierung Kühlung, Trocknung und Fermentation konserviert.
Bei der Acidifizierung werden gewöhnlich Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Schwefel- und Phosphorsäure verwendet. Der Umgang mit der Säure ist unangenehm und sogar gefährlich. Die Bekömmlichkeit von säurekonserviertem Futter für Tiere ist in jüngster Zeit in Frage gestellt worden.
Kühlung und insbesondere Tiefgefrieren bringen hohe Installations- und Energiekosten mit sich. Außerdem verhindert Kühlung nicht das Verderben des Futters, zum Beispiel nach dem Auftauen bis zu seiner Verwendung.
Trocknung bringt ebenfalls einen hohen Energieaufwand mit sich. Es ist auch eine Tatsache, daß sich der Gebrauchswert des Futters aufgrund von Veränderungen, die sich während des Trocknens im Futtermittelrohstoff vollziehen, verschlechtert.
Fermentative Konservierungsmethoden gründen sich auf den Einsatz von Milchsäurebakterien in der Weise, daß sie aus Kohlehydraten, die entweder im Futtermittelrohstoff vorhanden sind oder dazugegeben werden, Milchsäure erzeugen. Probleme in Form von Fehl'armentation und Verderben des Produktes wurden bei der Fermentation durch das verwendete Rohmaterial, durch örtliche Bedingungen und Temperaturen und durch die Fermentationsdurchführung hervorgerufen. Die Fälle von Fehlfermentation sind darauf zurückzuführen, daß die Milchsäurefermentaiion nicht ordnungsgemäß einsetzt, oder darauf, daß falsche Organismen das Übergewicht gewinnen und dadurch das Rohmaterial verderben.
Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, die obengenannten, im Zusammenhang mit fermentativen Konservierungsverfahren
auftretenden Nachteile auszuschalten und ein neuartiges Fermentationsverfahren zur Konservierung von Proteinfutter zur
Verfügung zu stellen, bei dem die Futterkonservierung positiver verläuft als zuvor, mit weniger Fehlfermentation als vorher und
mit maximal guten Ergebnissen, d.h. ohne Verderben des Futters.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neuartiges Fermentationsverfahren für die Konservierung von Proteinfutter zur Verfügung zu stellen, bei dem die Fermentation schneller und effektiver einsetzt und verläuft als zuvor. Das besondere Ziel der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Fermentationsverfahren zur Konservierung von Proteinfutter zur Verfügung zu stellen, bei dem die Gesamtmenge an im Zusammenhang mit der Lagerung gebildeten flüchtigen Stickstoffverbindungen während langer Lagerzeiträume ziemlich niedrig gehalten wird, d. h. auf einem Wert unter 6 bis 7%, was
mit Hilfe von Gluconsfiure-delta-lacton erreicht wird. Es wurde festgestellt, daß die Gesamtmenge an flüchtigen
Stickstoffverbindungen bei herkömmlichen Verfahren auf vergleichsweise hohe Werte, sogar bis nahe 20%, steigt. Bei Verwendung von Gluconsäure-delta-lacton und Kohlehydrat spaltenden und Sauerstoff entziehenden Enzymen konnte die Menge an flüchtigen Stickstoffverbindungen auf einem Wert von 6 bis 7% gehalten werden. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neuartiges Fermentationsverfahren für die Konservierung von Proteinfutter zur Verfugung zu stellen, bei dem im Verlaufe des Prozesses keine wesentlichen Mengen an biogenen Aminen mit schädlichen Wirkungen erzeugt werden, wie z. B. Tryptamin, Putrescin, Cadaverin, Histamin, Thyramin, Spermidin und Spermin. Diese
schädlichen biogenen Amine werden in gewisser Menge erzeugt, wennn Gluconsäure-delta-lacton und Kohlehydrat spaltendeund Sauerstoff entziehende Enzyme im Zusammenhang mit der Milchsäurefermentation und während der Lagerung verwendetwerden.
Es ist außerdem ein Ziel der Erfindung, einen Zusatzstoff zur Verfügung zu stellen, der dem proteinhaltigen Futter derart zugesetzt
werden soll, daß die Fermentation vorteilhafter und positiver, wie vorstehend dargestellt, durchgeführt werden kann, und daßdie Fermentation insbesondere schnell und positiv einsetzen kann, so daß die Möglichkeit von Fehlfermentation minimiert wird.
Hinsichtlich der Merkmale, die die Erfindung kennzeichnen, wird auf die Patentansprüche Bezug genommen. In diesem Kontext ist unter „Futter" die proteinhaltige Komponente des Futtermittels oder der Futtermittelrohstoff bzw. solches Futtermittel zu verstehen, das gemischt mit anderen Futtermitteln an Tiere verfüttert werden soll. Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, daß dem Futter eine organische physiologische Säure zugesetzt wird, geeigneterweise eine Säure mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen(wie z.B. Weinsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Apfelsäure, Gluconsäure, Fumarsäure oder eine andere äquivalente physiologische organische Säure. Durch die Wirkung der organischen Säuro und Milchsäure produzierende Bakterien kann der pH-Wert des Futters schnell, praktisch unmittelbar nach dem Säurezusatz, auf einen Wert gesenkt werden, z. B. auf einen Wert zwischen 5 und 3,5, geeigneterweise unter 4,5, vorteithafterweise auf etwa pH 4,2, der tief genug ist, damit die Gefahr der Fehlformentation minimiert wird und sich die Voraussetzungen für die erwünschte Milchsäurefermentation verbessern.
Um den pH-Wert weit genug abzusenken, wird organische Säure zugesetzt, z. B. 0,3 bis 4%, geeignetorweise 0,5 bis 2%. Die organische Säure kann in jeder Form zugesetzt werden, z. B. als freie organische Säure, als Salz, als Komponente der Säuren, als Derivat, welches in dem Futter die erwünschte Säure produziert, oder alles in allem in jeglicher Form, die den gewünschten Effekt bringt.
Organische Säuren und/oder ihre Derivate können einzeln verwendet werden, oder sie können in Kombination in beliebigen Mischungsverhältnissen eingesetzt werden.
Außer den organischen Säuren werden dem Futter andere Substanzen zugesetzt, die in der Futterfermentation verwendet werden und an sich im Fachgebiet bekannt sind, beispielsweise Kohlehydrat spaltendes Enzym, Sauerstoff entziehendes Enzym und irgendwelche anderen Zusatzstoffe, die die Fermentation fördern. Man kann dem Futtermittelrohstoff Amylase und/oder Glucoseoxidase zusetzen, außerdem z. B. a-Amylase, ß-Amylase, Glucoamylase, ß-Glucanase, Cellulase, Hemicellulase, Pectinase, Lactoperoxidase, Catalase, Lactase, Protease, Lysozym, a-Galactosidase, Phytase usw. Die Aufgabe der Enzyme besteht darin, Kohlehydrate, d.h. Stärke, in Mono- und Disacharide zu spalten, so daß die Milchsäurebakterien in die Lage versetzt werden, sie als Kohlenstoffquelle zu benutzen. Außerdem kann auf Wunsch ein Sauerstoff entziehendes Enzym verwendet werden, um die anaerobe Fermentation zu erzielen und die Milchsäurefermentation zu beschleunigen. Um die Verdaulichkeit pflanzlicher Rohstoffe zu verbessern, kann man in dem erfindungsgerrtfßen Verfahren ferner andere Enzyme verwenden, bzw. der erfindungsgemäße Zusatzstoffe kann andere Enzyme enthalten, beispielsweise Enzyme, die Pflanzenzellengewebe spalten, wie Cellulasen, Hemicellulasen und Pectinasen.
Es ist klar, daß dem Futter Milchsäurebakterien zugesetzt werden, geeigneterweise homofermentative Milchsäurebakterien. Alle im Zusammenhang mit der Milchsäurefermentation eingesetzten Bakterien können verwendet werden, z. B. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus easel. Lactobacillus helvetlcus. Lactobacillus lactls. Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilacti, Pediococcus cerevlslae, Pedlococcus pentosaceus. Streptococcus faecium und Streptococcus lactis. Besonders vorteilhaft sind homofermentative nicht-proteolytische Milchsäurebakterien, d. h. jene, die im Zusammenhang mit der Fermentation kein Gas oder schädliche Verbindungen erzeugen.
Der erfindungsgemäße Zusatzstoff für die Konservierung von proteinhaltigemm Futter mit Hilfe von Milchsäure produzierenden Bakterien in Anwesenheit von Kohlehydraten enthalt die organische physiologische Säure und/oder ein Derivat und/oder eine Vorstuffe davon, wie vorstehend definiert, und möglicherweise außerdem Kohlehydrat spaltende Enzyme, Sauerstoff entziehende Enzyme und/oder Milchsäurebakterien. In dem dem Futterzuzusetzenden erfindungsgemäßen Zusatzstoff sind die organische(n) Säure(n), und/oder ihr(e) Derivat(e) und die anderen Komponenten vorteilhafterweise in trockener Form, z. B. In kristalliner oder getrockneter Form, enthalten. Die Enzyme, die in dem Gemisch enthalten sein können, beispielsweise absorbiert in einem Träger, und/oder die Bakterien bleiben dann durch die Wirkung der Säure unzerstört. Es ist jedochzu beachten, daß die bei der Fermentation notwendigen Enzyme und Bakterien nicht nur Teil des erfindungsgemäßen Zusatzstoffes sein können, sondern dem Prozeß auch In separaten Dosen zugesetzt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das Produkt sind bei der Konservierung aller proteinhaltigen tierischen oder pflanzlichen FuttermittelrqhstoffejWle z.B. Fisch, Fischabfällen, Schlachthausabfällen, Fleisch/Knochenmehl und anderen ähnlichen Futtermittelrohstoffen einsetzbar.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu konservierende Futter geeigneterweise gemahlen, möglicherweise sterilisiert und pasteurisiert. Wenn notwendig, kann Getreide und erfindungsgemäßer Zusatzstoff zugesetzt werden, z. B. etwa 0,2 bis 5%, vorteilhafterweise etwa 0,5 bis 2% des Futters. Das Gemisch wird in ein Silo befördert, wo man es bei etwa 15 bis 450C, vorteilhafterweise etwa 20 bis 300C, bei einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 46 bis 85%, vorteilhafterweise etwa 50 bis 70%, gären läßt, bis der pH des Gemisches einen Wert von etwa 4,5, vorteilhafterweise unter 4,2, erreicht. Eine besonders vorteilhafte Säure zum Zusetzen zu dem Fermentationsprozeß ist Fumarsäure, die sich als harmlos, beispielsweise für Ferkel, erwiesen hat. *
Das erfindungsgemäße Verfahren schließt auch keine Gefahr für den Anwender ein. Außerdem sind das erfindungsgemäße Verfahren und die Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes leicht und einfcch, und sie implizieren keine Extrainvestitionen zusätzlich zu den bei herkömmlichen fermentativen Konservierungsmethoden verwendeten Apparaten. Ferner liegen die Betriebskosten des Verfahrens im Vergleich beispielsweise mit Tiefgefrieren und Trocknen günstig. Das mit Hilfe des Verfahrens gewonnene Produkt hält sich gut und verdirbt nicht z. B. im Zusammenhang mit seiner Verwendung. Die Menge der Milchsäurebakterien im Zusatzstoff ist zum Beispiel so bemessen, daß der Zusatzstoff beim Zusatz zu dem Futtermittelrohstoff eine anfängliche Bakterienzählung von beispielsweise etwa 103 bis 108 pro Gramm, geeigneterweise 103 bis 10° pro Gramm, ergibt. Am Ende der Fermentation ergibt die Zählung der Milchsäurebakterien z.B. 104 bis 1010. Die Fermentationstemperatur ist niedriger als 6O0C, geeigneterweise 15 bis 40°C, z. B. 20°C.
Die bei dem Verfahren zu verwendende und in dem betreffenden Zusatzstoff enthaltene Kohlehydratquelle ist beispielsweise Gerste, Hafer, Weizen, Melasse oder eine andere ähnliche, in der Futtermittelindustrie bekannte Kohlehydratquelle. Das Kohlehydrat ist vorteilhafterweise gelatiniert, zum Beispiel in einem Extruder verarbeitet.
Die Erfindung soll nachstehend ausführlich anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben werden, was aber keine Beschränkung der Erfindung auf die dargestellten Beispiele bedeutet.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1
Der Zweck dieses Experimentes bestand darin, den Einfluß einer organischen kristallinen Säure, d. h. Fumarsäure, auf den Fermentationsprozeß bei der Konservierung von proteinhaltigem Futter mit Hilfe von Milchsäure produzierenden Baktei ien in Anwesenheit von Kohlehydraten zu untersuchen. Bei dem Experiment wurden zu 850g frischem, gemahlenem Ostseehering 150g extrudiertes Weizenmehl und als Agens zur Senkung des pH-Wertes des Gemisches 5g Fumarsäure (Test 2), 10g (Test 3) und für die Bezugsprobe 5g Gluconsäure-delta-lacton hinzugegeben. Allen Gemischen wurden ferner 20mg im Handel erhältliche a-Amylase (Shin Nihon), 100mg ß-Amylasepräparat Spezyme BBA, Suomen Sokeri Oy, 1500,220 mg Glucoamylase, 10g konzentrierte Glucoseoxidase (das Aktivitätsverhältnis von GO/Catal. war 3/1), (50mg Milchsäurebakterien Laktostart 03 Hansen und 50mg Pediostart 40 Hansen) zugesetzt. Bei dem Experiment wurden bestimmt: pH des Futtergemisches, Säurezahl (ml 0,1 N NaOH/10g) und die Menge an flüchtigen Stickstoffverbindungen als Funktion der Zeit vom Beginn des Tests. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1,2 und 3 dargestellt.
Tabelle 1,pH Test 2 Test 2 Tests
Tage Test1 4,95 10,70 4,56
0 6,20 4,75 13,84 4,60
1 4,45 4,46 22,85 4,46
2 4,36 4,43 27,24 4,43
3 4,30 4,27 34,66 4,26
7 4,22 4,27 36,66 4,25
12 4,22 4,20 39,51 4,20
20 4,17 2, Säurezahl (ml 0,1 N NaOH/1
Tabelle Testi Test 3
Tage 3,32 15,00
0 22,12 17,23
1 27,92 22,58
2 31,72 25,88
3 36,52 34,00
7 38,50 36,80
12 41,00 39,47
20
-4- 288 089 Tabelle 3, Gesamtmenge flüchtiger Stickstoffverbindungen (%)
Tage Testi Test 2 Test 3
0 1,00 1,00 1,00
3 3,63 2,89 2,39
7 4,66 4,03 2,99
12 4,86 4,48 3,59
20 5,70 5,52 4,22
Beispiel 2 Der Zweck dieses Experiments bestand darin, die in Beispiel 2 gewonnenen Ergebnnisse zu bestätigen und experimentell
praktisch verwendbare Grenzen für Fumarsäure .tu bestimmen, wenn diese Säure als Zusatzstoff für die Konservierung vonproteinhaltigem Futter unter Verwendung von Milchsäure produzierenden Bakterien eingesetzt wird. Dieses Beispiel war
Beispiel 1 äquivalent, mit dem Unterschied, daß die eingesetzte FumarsMuremenge 7g (in Test 2) und 10g (in Test 3) betrug;
außerdem enthielt der Zusatzstoff 20 mg a-Amylase, 100 mg ß-Amylase, 20 mg Glucoamylase, 10 mg Glucoseoxidase, 50 mg des
Bakterienstammes Lactobacillus plantarum und 50mg des Bakterienstammes Pedlococcus pentosaceus. Der Bezugstest
(Test 1) wurde mit einer äquivalenten Mischung, die 5g Gluconsäure-delta-lacton anstelle von Fumarsäure enthielt,durchgeführt.
Die Gesamtmengen an flüchtigen Stickstoffverbindungen wurden bei diesem Experiment bestimmt; die Resultate sind grafisch
in Fig. 1 dargestellt.
Beispiel 3
Bei diesem Experiment wurden zu einem Gemisch, das 85% gemahlenen Ostseehering und 15% im Extruder verarbeitetes Weizenmehl enthielt, Gluconsäure-delta-lacton (GDL), Weinsäure, Apfelsäure, Zitronensäure und Fumarsäure hinzugegeben. Der pH-Wert des Gemisches vor dem Säurezusatz betrug 6,88. Die Ergebnisse des Experimentes sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4, pH-Wert des Ostseeheringgemisches nach dem Säurezusatz
Zugesetzte Säure 0,5% pH 2h 3h
GDL 1,0% 6,10 6,11 6,17
GDL 2,0% 5,68 5,70 5,78
GDL 0,5% 5,10 5,12 5,25
Weinsäure 1,0% 5,50
Weinsäure 2,0% 4,93
Weinsäure 0,5% 4,23
Apfelsäure 1,0% 5,55
Apfelsäure 2,0% 4,95
Apfelsäure 0,5% 4,48
Zitronensäure 1,0% 5,70
Zitronensäure 2,0% 5,04
Zitronensäure 0,5% 4,45
Fumarsäure 1,0% 5,40
Fumarsäure 2,0% 4,75
Fumarsäure 4,0% 4,10
Fumarsäure 3,55
Der pH-Wert des Ostseeheringgemisches ohne Säurezusätzu betrug 6,88.

Claims (16)

1. Fermentationsverfahren für die Konservierung von proteinhaltigem Futter mit Hilfe von Milchsäure produzierenden Bakterien in Anwesenheit von Kohlehydraten, bei dem dem Futter Kohlehydrat spaltendes Enzym zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Futter organische physiologische Säure zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure eine physiologische Säure mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen wie z. B. Weinsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Apfelsäure, Gluconsäure und/oder Fumarsäure ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure dem Futter derart zugesetzt wird, daß der pH-Wert des Futters auf einen Wert zwischen 5 und 3,5, vorteilhafterweise auf etwa 4,3, zurückgeht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure in kristalliner und/oder getrockneter Form zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure in einem Anteil von 0,3 bis 4%, vorteilhafterweise 0,5 bis 2%, zugesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Futtermittel rohstoff Sauerstoff entziehendes Enzym zugesetzt wird.
7*. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Futtermittelrohstoffa-Amylase^-AmylasejGlucoamylase, ß-Glucanase,Cellulase, Hemicellulase, Pectinase, Glucoseoxidase, Lactoperoxidase, Lactase, Lysozym, n-Galactosidase und/oder Phytase zugesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Futtermittel rohstoff homofermentative Milchsäurebakterien zugesetzt werden.
9. Zusammensetzung für die Konservierung von proteinhaltigem Futter mit Hilfe von Milchsäure produzierenden Bakterien in Anwesenheit von Kohlehydraten, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen organische physiologische Säure enthält.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß er Weinsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Apfelsäure, Gluconoäure und/oder Fumarsäure enthält.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure kristallin und/oder getrocknet ist.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er Kohlehydrat spaltende Enzyme enthält.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er Sauerstoff entziehende Enzyme enthält.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er homuferrnentative Milchsäurebakterien enthält.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Zusatzstoffes in trockener Form vorliegen.
DD89329694A 1988-06-17 1989-06-16 Fermentationsverfahren und zusammensetzung fuer die konservierung von proteinhaltigem futter DD288089A5 (de)

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