DD242821A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung konzentrierter proteasen aus dem labmagen lebender kaelber - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Aufbereitung von Proteasen aus dem Labmagen milchernaehrter, lebender Wiederkaeuer sowie Vorrichtungen zur technischen Realisierung der Operationsmethode. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch Operation, Tierhaltung, Rohextraktentnahmetechnik, Reinigung und Konzentrierung der Enzymloesung und deren Sterilisierung zu verbessern. Das wird dadurch erreicht, dass von maennlichen Saugkaelbern nach operativem Einsatz eines Labmagenkatheters durch mehrmalige taegliche Entnahme von Labmageninhalt ein Labrohextrakt gewonnen wird, der einer Reinigung unterzogen, anschliessend konzentriert, mit Na- und Ca-Salzen versetzt und konserviert sowie konfektioniert wird.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Aufbereitung von Proteasen aus dem Labmagen milchgenährter, vorzugsweise mit sogenannten Milchaustauschern, lebender Wiederkäuer, vorzugsweise Kälber, sowie Vorrichtungen zur technischen Realisierung der Operationsmethode, Haltung und Fütterung der Tiere, sowie Sammlung und Aufbereitung der Rohextrakte zum Endprodukt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die.Vorrichtung dazu sind anwendbar im Bereich der Landwirtschaft in speziellen Anlagen der Tierproduktion, Spezialbetrieben der Nahrungsgüterwirtschaft sowie in Betrieben der Enzymproduktion.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Verfahren sowie Vorrichtungen zur Gewinnung von Labenzym aus lebenden Kälbern bekannt. Danach ist es möglich, den Mageninhalt von Kälbern über Magen-Schlundsonden aufzufangen und daraus ein Enzympräparat herzustellen. Diesem Verfahren haften aber die Nachteile an, daß es auf Grund der hohen mechanischen Reizung des oberen Verdauungstraktes bereits nach relativ kurzer Zeit zu erheblichen Alterationen kommt, die zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustandes führen, die Futteraufnahme einschränken und dadurch die Produktivität der Tiere und damit die der Verfahren bedeutend begrenzen.

Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren besteht in den hohen fachlichen Anforderungen an das Personal, welches den Mageninhalt abhebert, da ständig fachgerecht Aspirationen von Mageninalt in die Lunge vorgebeugt werden muß bzw., daß solche Komplikationen veterinärmedizinisch zu behandeln sind. Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, durch gerade Labmagenkatheter mit Katheterring den Labmageninhalt zu gewinnen. Danach wird bei 14 Tage alten Kälbern ein Kunststoffkatheter in die Mitte der großen Curvatur des Labmagens eingesetzt und im Labmagen durch ein oder zwei Tabaksbeutelnähte festgehalten. Durch eine operativ geschaffene Öffnung durch alle Bauchwandschichten wird der Katheter von innen nach .außen durch diese hindurchgeführt und mit einem aufblasbaren Katheterring von außen in seiner Lage fixiert. Bei dem bekannten Verfahren werden unterschiedliche Kathetergrößen entsprechend der altersbedingten Labmagenentwicklung verwendet. Die zur Labproduktion vorgesehenen Tiere werden bekanntermaßen in Einzelboxen gehalten und ausschließlich mit flüssigem Milchersatzfutter ernährt, welches mittels Gefäßen angeboten wird. Die gewonnenen Rohextrakte werden anschließend grob filtriert, gesammelt und nach Zugabe entsprechender Zusatzstoffe (Ca-SaIz, Konservierungsmittel) aufbereitet.

Diesem Verfahren haftet aber der wesentliche Nachteil an, daß bei Verwendung unterschiedlicher Kathetergrößen der zusätzliche Arbeitsaufwand des Herausnehmens und Neueinsetzens eines Katheters während der Halterungsperiode notwendig wird, woraus bedeutende Verletzungsgefahren und sonstige Einschränkungen der Gesundheit für Tiere entstehen. Zusätzlich sind dafür hochwertige Spezialinstrumente erforderlich. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht in der notwendigen Verwendung eines aufblasbaren Katheterringes zur Fixierung des Katheters, der während der Operation auf dem Katheter aufgesetzt wird und nach einigen Tagen wieder entfernt werden muß. Neben dem erheblichen Materialaufwand sind besonders die zusätzlichen Arbeiten des Aufsetzens und Wiederabnehmens als nachteilig anzusehen. Darüber hinaus wirkt sich das Material Kunststoff bzw. Gummi des aufblasbaren Ringes auf der frischen Wundfläche der Bauchwandperforationswunde nachteiligauf die Wundheilung aus, da der Luftzutritt eingeschränkt ist und das Wundsekret schlecht abfließen kann. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht auch in dem gewählten Einsatzort des Katheters im Labmagen. Die Benutzung der Magenmitte zur Fixation an der ventralen Bauchwand beeinträchtigt die physiologische Magenbewegung während der Verdauungsvorgänge. Des weiteren befinden sich in diesem Bereich die größten Schleimhautfalten, so daß von vornherein größere Mengen Spülflüssigkeit mit Labenzym nicht über den Katheter abfließen können, wodurch eine geringere Ausbeute an Rohextrakt

Das bei den bekannten Verfahren angewendete Fütterungssystem hat den Nachteil, daß die Saugerstellung sowie Saugerhöhe in der Kälberbox nicht optimalen Verhältnissen entspricht und die Milchführung aus dem offenen Behälter in den Sauger über einen Schlauch realisiert wird, derschwerzu reinigen ist und daher als hygienisch bedenklich angesehen werden muß. (Bleiches trifft auch auf die Ventilkugel zu, die sich im Schlauch befindet.

Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Verfahren ist in der ungenügenden Abtrennung der Kaseinteilchen aus den Rohextrakten sowie Sammlung des Filtrats zu sehen, was letztlich zu Problemen der Haltbarkeit sowie Sterilfiltrierbarkeit derselben führt. Dadurch sinkt die Effektivität des Verfahrens und die anschließende Konzentrierung der Herstellung eines Standardproduktes wird erschwert.

Weiterhin hat sich als ein wesentlicher Nachteil die frühzeitige Zugabe von Ionen zum Rohextrakt herausgestellt, da hierbei Aktivitätsverluste während der Konzentrierung unvermeidbar sind und dadurch Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sinkt.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, daß den Tieren, vorzugsweise Kälbern, im Alter von 10 bis 14Tagen ein doppelt abgewinkelter, durchbrochener Labmagenkatheter in Pylorusnähe operativ eingesetzt wird. Der Labmageninhalt wird durch Spülung mit körperwarmen Trinkwasser gewonnen und nach Vorfiltrierung gestapelt und anschließend im Vakuum konzentriert.

Anschließend erfolgt die Zugabe von Natrium-und Kalziumsalzen sowie Konservierungsmitteln sowie eine pH-Wertkorrektur.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Anwendung der Spültechnik mit körperwarmen Wasser. Dadurch entsteht ein sehr hoher Arbeitsaufwand, der vor allem in der Temperierung und Dosierung des Wassers sowie der Durchführung des Spülvorganges besteht.

Ein weiterer Nachteil resultiert aus dem zwangsläufig hohen Energieeinsatz zur Konzentrierung bzw. des erreichbaren relativ niedrigen Konzentrierungsgrades.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezwecktgegenüberden bekannten Verfahren und Vorrichtungen das Ziel, mittels einer verbesserten Operationstechnik, die den physiologischen Bedingungen in höherem Maße Rechnung trägt, durch die der Anatomie der lebenden Tiere angepaßte Labmagenkatheter, Labrohextrakte, vorzugsweise vom Kalb, zu gewinnen. Dabei erfolgt die Haltung der Tiere in Einzelboxen, die deren Lebensalter angepaßt und den Sichtkontakt ermöglichen, den Körperkontakt aber unbedingt ausschließen. Die Rohextrakte sind zu sammeln, gegebenenfalls mittels geeigneter Substanzen zu konservieren und/oder durch ein ökonomisches und schonendes Verfahren zu konzentrieren sowie zu einem Enzympräparat aufzuarbeiten.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch geeignete Maßnahmen die Ökonomie des bekannten Verfahrens sowie durch neue Methoden der Operation, Tierhaltung, Rohextraktentnahmetechnik, Reinigung und Konzentrierung der Enzymlösung und deren Sterilisierung zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ausgewählte männliche Kälber im Alter von 10—14 Tagen aus einer seuchenhygienischen Einheit nach einer 12 bis24stündigen Fastenzeit einer spezifischen Operationsmethode unterzogen werden.

Dazu wird den Tieren in Vollnarkose und Schnittlinien-Anästhesie durch eine Laparotomiewunde an der rechten lateralen Bauchwand ca. 5 bis 8cm paramedian ein PVC-Katheter, der vorzugsweise T-förmig gestaltet ist, in 5 bis 10cm Abstand vom Pylorus im Bereich der großen Curvatur in den vorgelagerten Labmagen eingesetzt und mittels doppelter Tabakbeutelnaht mit schwer resorbierbarem Nahtmaterial im Labmagenlumen fixiert. Erfindungsgemäß wird diese Lokalisation gewählt, um eine möglichst geringe Einschränkung physiologischer Labmagenbewegungen zu erreichen und in Verbindung mit dem Katheter, der den anatomischen und physiologischen Gegebenheiten dieser Labmagenregion weitestgehend Rechnung trägt, eine größtmögliche Masse von Labmageninhalt zu gewinnen.

Der im Labmagen fixierte Katheter wird durch eine operativ geschaffene Öffnung 2 bis 3cm craneal des Nabels median oder gering paramedian durch alle Bauchwandschichten von innen nach außen geführt.

Über den erfindungsgemäßen Katheter wird mehrmals täglich zwischen den Fütterungszeiten eine Entnahme von Labmageninhalt vorgenommen.

Nach Grobabtrennung der im Rohlab enthaltenen Kaseinkoagulate erfolgt eine sofortige Abkühlung auf vorzugsweise 8-15^CC und eine anschließende Klärung durch ein mechanisches Trennverfahren, beispielsweise Zentrifugation/Filtration. Unter Einhaltung der produktspezifischen, das Bearbeitungsregime limitierenden Parameter, erfolgt die Konzentrierung der Enzymlösung durch Anwendung der Ultrafiltration bis auf einen Maximalwert, der das 3fache der Anfangsaktivität des Enzyms nicht überschreiten sollte. Zur Erzielung eines möglichst reinen Enzympräparates erfolgt dessen Herstellung durch den vorzugsweisen Einsatz der Diafiltration.

Der anschließende Zusatz von Na- und Ca-Ionen in Form von leicht wasserlöslichen Salzen garantiert die volle Wirksamkeit der gewonnenen Enzyme. Durch Einstellung des pH-Wertes von 5,0-5,5 wird die Lösung in die Nähe des pH-Optimums der koagulierenden wie auch der proteolytischen Wirkung der Enzyme gebracht. Der Zusatz von Na-Benzoat und Ameisensäure gewährleistet die Einhaltung der Anforderungen bezüglich des mikrobiologischen Status des Produktes und erübrigt eine zusätzliche Sterilisation.

Die anschließende Klarfiltration garantiert die vorgeschriebene Reinheit der Enzyme.

Erfindungsgemäß ist der Teil des Katheters, der im Labmagenlumen fixiert wird, perforiert, so daß nur flüssiger Labmageninhalt und solcher mit gewünschten Partikelgrößen abfließen kann. Der Lochdurchmesser beträgt vorzugsweise 1,0 bis 6,0mm.

Erfindungsgemäß befindet sich an der Verschlußeinrichtung des Katheters eine Vorrichtung, die sicher Verstopfungen durch Kaseinkoagula verhindert.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Gesunden männlichen Kälbern wird im Alter von 10 bis 14 Tagen in Vollnarkose ein entsprechender spezieller PVC-Katheterso in den Labmagen operativ eingesetzt, daß Labmageninhalt entnommen werden kann. Nach der Operation werden die Tiere in speziellen Einzelboxen gehalten und ausschließlich mit Milch oder Milchaustauschern ernähert. Über den Katheter wird mehrmals täglich zwischen den Fütterungszeiten Labmageninhalt entnommen. Der Labmageninhalt wird grob filtriert und unter Kühllagerung gesammelt. Danach erfolgt eine Konzentrierung durch Anwendung der Membrantechnik sowie ein Zusatz von Na- und Ca-Salzen. Zur Keimreduzierung werden Natriumbenzoat und Ameisensäure zugesetzt. Daran anschließend erfolgt die Konfektionierung. Es werden Präparate mit ca. 1:10000 LE/ml hergestellt. Die Tiere stehen für Produktionszwecke etwa 90 bis 100 Tage zur Verfügung.

In den Zeichnungen ist das Ausführungsbeispiel näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: den T-förmigen Labmagenkatheter in Vorderansicht Fig. 2: den Labmagenkatheter in Seitenansicht Fig.3: Verschlußeinrichtung als Detail

Der Labmagenkatheter ist T-förmig gestaltet und weist den Katheterschaft 1 sowie den Katheterkopf 2 auf. Im Katheterschaft 1 sitzt der Kathetereinschub 3, der an dem in den Katheterkopf 2 ragenden Ende verschlossen ist. Am entgegengesetzten Ende des Katheterschaftes 1 befindet sich der Verschluß 4 mit dem Verschlußgegenstück 5. Der Kathetereinschub 3 ist mit dem Verschluß 4 fest verbunden.

Claims (7)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Gewinnung eines Enzympräparates von lebenden Wiederkäuern, vorzugsweise Kälbern im Alter von 10 bis 14 Tagen, gekennzeichnet dadurch, daß von ausgewählten, gesunden, vorzugsweise männlichen Saugkälbern, die mit Milch oder Milchersatzfutter getränkt werden, nach operativem Einsatzeines Labmagenkatheters (I) in Pylorusnähe (5 bis 6cm Abstand vom Pylorus) durch mehrmalige tägliche Entnahme von Labmageninhalt zwischen den Fütterungszeiten als Labrohextrakt gewonnen wird, der nach Vorfiltrierung und Stapelung bei vorzugsweise 8 bis 10°C einer nochmaligen Reinigung durch Grobfilterschichten unterzogen sowie anschließend schonend, vorzugsweise durch Anwendung an sich bekannter Membrantechnik konzentriert sowie anschließend mit Na- und Ca-Salzen versetzt, durch stufenweise Zugabe geeigneter Konservierungsmittel nach pH-Wertkorrektur auf 5,0 bis 5,2 konserviert und konfektioniert.
2. 2. Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Milchersatzfutter ein milchfettfreies Futter in flüssiger Form mit 10-40% F.i.T., vorzugsweise 20% F. i.T. Fremdfettanteil Verwendung findet.
3. 3. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Fütterungszeiten mehrmals täglich Labmageninhalt in einer Menge von 1,5 bis 6,0 Liter entnommen wird, die gesundheitliche Störungen des Kalbes ausschließt.
4. 4. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Konzentrierung an sich bekannter Verfahren der Membrantechnik unter Kühlung und Bewegung der Flüssigkeit zur Anwendung kommt.
5. 5. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Konservierung der Enzympräparate Salz der Benzoesäure, vorzugsweise Natriumbenzoat, in einer Konzentration von 0,2% bis 0,6%, vorzugsweise 0,51 %, unter Beachtung des Massenverhältnisses von 1,3 bis 1,5:1, eingesetzt werden.
6. 6. Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Verschlußeinrichtung des Labmagenkatheters eine Vorrichtung angebracht ist, die sicher Verstopfungen durch Kaseinteilchen verhindert.
7. 7. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß derTeil des T-förmigen Katheters, der im Labmagenlumen fixiert wird, in einer Lochgröße perforiert ist, die eine minimale Verunreinigung des gewonnenen Labmageninhaltes mit Kaseinteilchen garantiert, vorzugsweise mit einem Lochdurchmesser von 1,0 bis 6,0 mm.