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Verfahren zur Herstellung von Zusatzfuttermitteln Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Zusatzfuttermitteln, die den als
Animal-Protein-Factor (APF) bezeichneten Wirkstoffkomplex enthalten.
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Diese Produkte sind deswegen besonders wertvoll, weil bei deren zusätzlicher
Verfütterung ein beträchtlicher Teil von tierischem Eiweißfutter bei der Aufzucht
von Jungtieren, wie Küken, Ferkeln, Kälbern usw., eingespart werden kann. Charakteristisch
für die Produkte ist ein bestimmter Minimalgehalt an Vitamin B12.
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Derartige APF-Produkte werden bisher vor allem in der Weise erzeugt,
daß man Vitamin-B"-bildende Mikroorganismen in einem geeigneten Kulturmedium zur
Entwicklung bringt und die dabei anfallende Kulturbrühe durch Vakuumverdampfung
auf ein Trockenprodukt verarbeitet. Ferner ist auch bekannt, APF-haltige Flüssigkeiten
mit anderen Futterbestandteilen zu vermischen und diese Mischung gegebenenfalls
ohne jede weitere Behandlung zu trocknen. Es kann aber auch so vorgegangen werden,
daß lediglich die Vitamin-B12 haltige Mikroorganismenmasse gewonnen wird, was allerdings
bei Verwendung von Bakterien als Vitamin-Bi.-Bildner kaum durchführbar ist da sich
bekanntlich Bakterien im technischen Maßstab nur sehr schwer abtrennen lassen. Auch
bei Verwendung von abfiltrierbaren oder abzentrifugierbaren Vitamin-B12-bildenden
Mikroorganismenmassen muß damit gerechnet werden, daß im
Kulturfiltrat
erhebliche Mengen an Vitamin Bii. verbleiben und so für den beabsichtigten Zweck
verlorengehen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Erzeugungsolcher APF-Produkte wesentlich
vereinfachen und zugleich deren Wirkung beträchtlich erhöhen kann, wenn man von
den enzymatischen Fähigkeiten der Vitamin-Bi.- haltigen Mikroorganismen Gebrauch
macht, indem man sie in geeigneter Weise auf- andere Mikroorganismen oder sonstige
eiweiß--und vitaminhaltige Trägerstoffe einwirken läßt und dabei gleichzeitig so
arbeitet, daß man eine Väküumverdampfung von Vitamin-B12 haltigen Kulturbrühen vermeidet,
indem man solche Mengen an Trägerstoffen anwendet, daß die gesamte Mischung unter
Benutzung geeigneter Geräte getrocknet werden kann.
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Im einzelnen gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich
folgendermaßen: Man züchtet einen Vitamin-Bi.-bildenden Mikroorganismus in üblicher
Weise in einem geeigneten Kulturmedium. Dann versetzt man die .anfallende Kulturbrühe
z. B. mit einer Mikroorganismenmasse, wie z. B. Hefe oder Pilzmycel. Diese Mikroorganismenmasse
kann sowohl aus lebenden feuchten als auch aus toten trockenen Zellen bestehen.
Die jeweilige Wahl lebender oder toter Mikroorganismenmassen hängt von dem anzustrebenden
Endziel ab. So kann man bei Anwendung lebender Mikroorganismen vorteilhafterweise
zugleich deren Enzymapparat zum Aufschluß und damit zur Freisetzung von Vitaminen
der Vitamin-B12-haltigen Mikroorganismen verwerten. Die Mischung wird einige Stunden
einem enzymatischen Aufschließungsprozeß unterworfen, indem sie z. B. bei 37° durch
Rühren in Bewegung gehalten wird. Unter der Einwirkung proteolytischer und anderer
EnzyTne, die sich einerseits in der Kulturbrühe in gelöstem Zustand befinden, andererseits
in den Zellen der Mikroorganismen und erst durch autolytische Prozesse austreten,
gehen nun intensive enzymatische Aufschlüsse vor sich, wodurch die wertvollen Zellinhaltsstoffe,
wie Vitamine, Peptide, Aminosäuren, Nucleoside usw., aus den Mikroorganismenzellen
frei gemacht werden.
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In analoger Weise können an Stelle von Mikroorganismenmassen auch
andere Stoffe, wie z. B. Kleie, Extraktrückstände von Erdnuß, Soja, Mohn usw., die
gleichfalls an Vitaminen der B-Gruppe reich sind, verwendet werden. -Bei Anwendung
von lebenden Mikroorganismenmassen kann man zusätzlich noch den Effekt erzielen,
däß diese auf die Vitamin-B12 haltigen Mikroorganismen. enzymatisch einwirken, wodurch
auch deren Autolyse und damit die Freisetzung von Zellinhaltsstoffen unterstützt
wird. In diesem Fall geht daher gleichzeitig neben der Autolyse ein gegenseitiger
enzymatischer Aufschluß vor sich, wobei sich die jeweiligen Fermente in ihrer Wirkung
unterstützen.
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Im Anschluß an den enzymatischen Aufschließungsprozeß kann die gesamte
Mischung kurz aufgekocht oder autoklaviert und -sodann unter Benutzung eines geeigneten
Trockenapparates zur Trockne gebracht werden. Man geht hierbei so vor, daß die zu-
trocknende Gesamtmischung einen Trockensubstanzgehalt von etwa 6 bis zo 0/0- besitzt,
so daß sie ohne vorhergehende Verdampfung zur Trockne gebracht werden kann. Besonders
Trockenapparate, die nach dem Prinzip des Krause-Trockners öder Walzentrockners
od. dgl. arbeiten, haben sich für diesen Zweck bewährt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt nicht eine Weiterführung der
an sich bekannten Züchtung von Vitamin-B"-bildenden Mikroorganismen, sondern - wie
oben ausgeführt - einen enzymatischen Aufschluß verschiedener Stoffe, die Vitamine
und andere Wirkstoffe in gebundener Form enthalten.. Der Prozeß wird daher nicht
unter Bedingungen durchgeführt;- die einer Vermehrung der Vitamin-Bi.-bildenden
Mikroorganismen dienen sollen, also unter Belüftung bei der Wachstumstemperatur,
sondern vielmehr unter Rühren bei erhöhter Temperatur, bei der enzymatische Prozesse
unabhängig vom Wachstum optimal und rasch verlaufen. Während dieses enzymatischen
Aufschlußprozesses findet daher keine Vermehrung der Mikroorganismen statt. Demgemäß
kann auch keine Erhöhung des absoluten Wirkstoffgehaltes stattfinden, sondern es
werden bereits vorhandene, aber gebundene Wirkstoffe in eine lösliche, also leicht
resorbierbare Formumgewandelt.
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Die Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird
an Hand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben, die " die vielseitige Anwendungs-
und Variationsmöglichkeit des Verfahrens aufzeigen sollen. . Beispiel z zoo 1 Nährmedium,
bestehend aus 1,5%. technischem Traubenzucker; o,a°/aDiammoniumphosphat, 0,025%
Magnesiumsulfat, o,o25% Kaliumchlorid, r mg% Kobaltsulfat, 0,5'/o Hefeautolysat
und r,5 % extrahiertem Sojamehl, wird nach dem Einstellen eines pH-Wertes von 6,5
und Sterilisieren bei 12o° in üblicher Weise nach dem Abkühlen auf die Anstelltemperatur
mit einer dichten Sporensuspension des Streptomyces olivaceus beimpft. Der Mikroorganismus
wird unter den üblichen submers-aeroben Bedingungen_bei 27 bis 28° zur Entwicklung
gebracht, was etwa 24 bis 36 Stunden beansprucht. Die so gewonnene Kulturbrühe enthält
0,56 mg- Vitamin B12 je 1.- Nun setzt man zur gesamten Kulturbrühe 5 kg.
Trockenhefe zu und beläßt unter Rühren ohne weitere Lüftung 6 bis 8 Stunden bei
37 bis_ 4o0. Schließlich wird kurz aufgekocht und die gesamte Suspension auf einem
Walzentrockner getrocknet. Man erhält 6,5 kg APF-Produkt mit einem Vitamin-B"-Gehalt
von 8,6 mg Vitamin B12 je kg. Beispiel 2 rooo 1 Nährmedium, bestehend- aus 2% Melasse,
0;2% Diammoniumphosphat, 0,025% Magnesiumsulfat, z mg0/a Kobaltsülfat und 2%. extrahiertem
Lrdnußmehl,
werden in der gleichen Weise wie im Beispiel i vorbehandelt und mit 501 einer Submerskultur
des Streptomyces griseus beimpft. Bei der Züchtung des Mikroorganismus geht man
im übrigen ebenso vor, wie im Beispiel i beschrieben. Sodann vermischt man die gesamte
Kulturbrühe mit einem in üblicher Weise hergestellten Autolysat aus 500 kg Feuchthefe
mit 18% Trockensubstanzgehalt und beläßt das Ganze 6 Stunden bei 37 bis 40°. Schließlich
wird die Suspension kurz auf--ekocht und auf einem Walzentrockner getrocknet. Man
erhält iio kg APF-Produkt mit einem \"itamin-B1,-Gehalt von 4,1 mg Vitamin B12 je
kg. Beispiel 3 iooo 1 Nährmedium, bestehend aus 5 % Melasse, o,5 % Diammonphosphat,
0,05010 Magnesiumsulfat und i mg% Kobaltsulfat, werden nach Zusatz von 5 kg gewöhnlicher
Preßhefe in üblicher Weise so lange verheft, bis die Maische noch ein Reduktionsvermögen
von i 0/a besitzt. Sodann setzt man 2o kg Sojamehl zu und erhitzt das Ganze unter
Druck auf i2o°. Nach dem Beimpfen mit ioo 1 einer Subinerskultur von Streptomyces
olivaceus wird die Fermentierung in analoger Weise wie im Beispiel i durchgeführt.
Dann versetzt man mit 200 kg Feuchthefe (mit 2o%. Trockensubstanzgehalt), beläßt
6 Stunden bei 37°, kocht kurz auf und trocknet wie zuvor. Man erhält 7o kg APF-Produkt
mit einem Vitamin-B,2-Gehalt von 7,1 mg Vitamin B12 je kg. Beispiel 4 Man geht in
der gleichen Weise vor wie im Beispiel i und erntet das entstandene Mycel durch
Absaugen. Die so gewonnene Mycelfeuchtmasse von 6 kg (mit einem Trockensubstanzgehalt
von io%) wird mit 2 kg Preßhefe (mit einem Trockensubstanzgehalt von 25 %) innig
vermischt und einer gemeinsamen Autolyse bei 37° 8 Stunden lang überlassen. Sodann
wird die Gesamtmasse durch Einleiten von Dampf aufgekocht und wie zuvor getrocknet.
Man erhält i, I kg APF-Produkt, das 30 mg Vitamin B12 je kg enthält.
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Beispiel 5 ioo 1 Nährmedium, das grundsätzlich die gleiche Zusammensetzung
hat wie im Beispiel i, wird mit einer Vorkultur von Bac. megatherium beimpft. Nach
einer Gesamtfermentierungsdauer von 18 Stunden bei 37° werden zu der Kulturbrühe
5 kg Trockenhefe zugesetzt. Man erwärmt auf 45° und beläßt unter Rühren 6 Stunden.
Sodann wird die Mischung in der gleichen Weise, wie bereits beschrieben, auf ein
Trockenprodukt verarbeitet. Man erhält 6 kg eines APF-Produktes, das 6 mg Vitamin
B12 je kg enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt besondere technische Fortschritte,
die in folgendem bestehen i. Durch den enzvmatischen Aufschluß der als Trägerstoffe
verwendeten- M ikroorganismenmassen oder anderen Stoffe werden Wirksubstanzen freigesetzt,
wodurch das so gewonnene APF-Produkt eine Wertsteigerung erfährt.
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2. Die gegenseitige Einwirkung der Enzymapparate der Mikroorganismen
führt zu einem nahezu vollständigen Aufschluß, wodurch das APF-Produkt gleichfalls
an Wert gewinnt.
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3. Bei Verarbeitung der gesamten Kulturbrühe treten keinerlei Verluste
an Vitamin B12 ein, da sowohl das in der Mikroorganismenzelle als auch das im Kulturmedium
befindliche Vitamin B12 verwertet wird.
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.4. Die sonst notwendige, aber recht umständlich langwierige und kostspielige
Vakuumverdampfung wird vermieden, da der Trockenprozeß unter den verfahrensgemäßen
Bedingungen weitaus einfacher und rascher und daher auch schonender zum Ziel führt.