DE102010002210A1

DE102010002210A1 - Verarbeitung von Muschelbiomasse zu lagerfähigen Zusammensetzungen für die Verwendung in Futtermitteln

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Publication number: DE102010002210A1
Application number: DE102010002210A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dr. Jülich; Sabine Dr. Mundt; Ulrike Prof. Dr. Lindequist; Rudolf Hahlweg; Ottmar W. Geiger; Dieter Dr. Schmidt; Christiane Dr. Fenske; Nardine Dipl.-Biol. Stybel; Gerald Dr. Schernewski; Gerold Dr. Lukowski; Hans-Peter Prof. Dr. Welzel
Original assignee: ERNST-MORITZ-ARNDT-UNIVERSITAET; HC BERLIN PHARMA AG; Ernst Moritz Arndt Universitaet Greifswald
Current assignee: Patenthandel Portfoliofonds I & Co Kg De GmbH; Universitaet Greifswald
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung enthaltend Muschelbiomasse und einen Smektit-Mineralverbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in Futtermitteln.

Description

Der weltweite Bedarf an Speisefisch steigt stetig, während die Bestände vieler Speisefischarten in den Gewässern bereits bedrohlich abnehmen. Daher hat die Fischproduktion in so genannten Aquakulturen beständig an Bedeutung gewonnen und wird weiter zunehmen. Vorteile von Aquakulturen gegenüber traditionellem Fischfang liegen einerseits in niedrigeren Preisen und in dem kontinuierlichen und planbaren Aufkommen. Der Ertrag aus Aquakulturen erfolgt gleichmäßiger und ist leichter zu prognostizieren, was es Großabnehmern, wie beispielsweise Supermarktketten, erleichtert, die Fische in ihr Angebot zu integrieren. Deshalb ist die Aquakultur ein weltweit stark wachsender Markt. Derzeit werden ca. 29% der Gesamtfischanlandungen durch Produkte aus der Aquakultur gedeckt. Mit dem ständig wachsenden Anteil von Fischfarmen ergibt sich die Notwendigkeit der Entwicklung von neuen Futtermitteln.
Fischmehl ist ein wesentlicher Eiweißträger in der Aquakultur und der übrigen intensiven Tierproduktion (Hühner, Puten, Schweine). Als Quelle dafür dienen vor allem vom Menschen nicht direkt für die Ernährung genutzte Arten, sowie Abfälle aus der Fischverarbeitung. Die gegenwärtig stark ausgeprägte Verwendung von Fischmehl sollte schon aus ökologischen Gründen soweit als möglich eingeschränkt werden. Für die Aquakultur müssen zurzeit etwa dreißig Millionen Tonnen Fisch/Jahr gefangen werden. Zunehmend ist man daran interessiert, den Anteil des Fischmehls im Futter zu senken.
Ein Ziel der nachhaltigen Aquakultur ist die Auswahl des Futters unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Rein ökonomisch stellt der Ressourcenverbrauch durch den Einsatz von Fischmehl in Zuchtfarmen ein Problem für die weitere Entwicklung insbesondere der intensiven Aquakultur dar. Unter ökologischen Gesichtspunkten ist es angesichts der zunehmend durch Fischerei bedrohten Fischbestände in den Weltmeeren nicht vereinbar mit den Grundsätzen einer nachhaltigen Bewirtschaftung, wenn Fischmehl zu Tierfutter verarbeitet wird, um damit Seafood zu produzieren.
Mit eiweißreichen pflanzlichen Substitutionsstoffen, wie Soja, Erbsen und Lupinen, kann theoretisch der Anteil der tierischen Produkte im Futter gesenkt werden, dies setzt jedoch genaue Kenntnisse der ernährungsphysiologischen Ansprüche der Tierart und der Eigenschaften der verfügbaren Nahrungsbestandteile voraus und erfordert ein genaues Ausbalancieren aller neben Eiweiß weiteren betroffenen Nahrungskomponenten.
Eine mögliche Alternative könnte in der Verwendung von Muschelbiomasse in der Futtermittelherstellung liegen. Damit Muschelbiomasse in industriellem Maßstab zur Futtermittelherstellung genutzt werden kann, ist es notwendig, eine stabile, lagerfähige Darreichungsform bereitzustellen, in der die Muschelbiomasse über einen längeren Zeitraum gelagert werden kann, um dann bei Bedarf in der Futtermittelproduktion verwendet zu werden. Dabei ist es wünschenswert, dass die Muschelbiomassenaufbereitung möglichst schonend erfolgt, so dass die wertvollen Inhaltsstoffe der Muschelbiomasse erhalten und über den Lagerzeitraum geschützt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu vermindern oder zu überwinden. Insbesondere war es eine Aufgabe der Erfindung, eine Formulierung bereitzustellen, die es erlaubt, Muschelbiomasse über einen längeren Zeitraum lagerstabil zu halten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch Bereitstellung einer Zusammensetzung enthaltend oder bestehend aus:

a) Muschelbiomasse;
b) Smektit-Mineralverbund; und
c) Wasser,

₂

Durch das Mischen des aus der Muschelbiomasse stammenden, durch Conchiolin verkitteten Calciumcarbonat mit dem Smektit-Mineralverbund entsteht ein Verbund mit besonders fester Bindung und es entstehen Aggregate mit einer besonders hohen Adsorptionskraft und hohem Wasseraufnahmevermögen. Dadurch wird insbesondere eine Stabilisierung der in der Muschelbiomasse enthaltenen Eiweiße erreicht und die Zusammensetzung zeichnet sich durch eine hohe Lagerstabilität aus. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist amorphes SiO₂ in feinstverteilter und bioaktiver Form enthalten. Durch den Gehalt an Smektit bietet die erfindungsgemäße Zusammensetzung darüber hinaus eine große Adsorptionsfläche. Zusammen mit der kolloidalen Verbindung von Inhaltsstoffen der Muschelbiomasse mit Bestandteilen des Smektit-Mineralverbundes wird insgesamt nicht nur eine besondere Lagerfähigkeit erreicht, es wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung im Tierfutter auch die Aufnahme von bioaktivem Silizium begünstigt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält Muschelbiomasse. Für die Zwecke dieser Erfindung wird unter dem Begriff ”Muschelbiomasse” bevorzugt die Gesamtheit aller organischen und anorganischen Bestandteile einer Muschel verstanden. Insbesondere sind in der Muschelbiomasse sowohl die Muschelschalen als auch die von den Muschelschalen umfassten Weichkörper enthalten. Der Weichkörper umfasst in der Regel Kiemen, Geschlechtsteile, Herz-Kreislauf- und Nervensystem, Muskeln, Kopfrudimente, Verdauungsorgane und/oder einen Fuß und wird vom Mantel umgeben und geschützt. Erfindungsgemäß kann Muschelbiomasse sowohl ganze Muscheln umfassen, als auch Produkte, die durch Zerkleinerung ganzer Muscheln entstehen oder durch Zerkleinerung ausgewählter Teile von ganzen Muscheln, wie beispielsweise im Wesentlichen Muschelschalen oder im Wesentlichen Muschelweichkörper. Unter dem Begriff Muschelbiomasse können auch solche Biomassen verstanden werden, die durch Zerkleinerung von ganzen Muscheln oder Muschelteilen entstanden sind und die angereichert sind für einen ausgewählten Bestandteil der ganzen Muschel. Beispielsweise können Muschelbiomassen verwendet werden, bei denen der Anteil an Muschelschalen und Bestandteilen davon künstlich und/oder nachträglich reduziert oder erhöht worden ist. Die Veränderung des Anteils an Muschelschalen und Bestandteilen davon kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass durch geeignete Abtrennung, Fraktionierung und/oder Siebung Muschelschalen und Bestandteile davon von anderen Teilen der Muschelbiomasse separiert werden. So können beispielsweise Muschelbiomassen bereit gestellt werden, bei denen der Anteil an Muschelschalen und Teilen davon am Gesamtgewicht der Muschelbiomasse in der fertigen erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, bevorzugt nicht mehr als 5% Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 1% Gew.-%, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 0,1% Gew.-%. Eine solche Zusammensetzung zeichnet sich dadurch aus, dass die Muschelbiomasse arm an Calciumcarbonat ist. Alternativ können auch Muschelbiomassen erzeugt werden, bei denen der Anteil an Muschelschalen und Teilen davon am Gesamtgewicht der Muschelbiomasse in der fertigen Zusammensetzung nicht weniger als 70 Gew.-% beträgt, bevorzugt nicht weniger als 90% Gew.-%, besonders bevorzugt nicht weniger als 95 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt nicht weniger als 99,9 Gew.-%. Eine solche Zusammensetzung zeichnet sich dadurch aus, dass die Muschelbiomasse reich an Calciumcarbonat ist.
Grundsätzlich ist die Muschelbiomasse nicht auf die Biomasse einer bestimmten Muschelart beschränkt. Die Muschelbiomasse kann auch aus einer Mischung von mehreren verschiedenen Muschelarten gewonnen werden. Bevorzugt können Biomassen von Muscheln verwendet werden, die bei der Stabilisierung, Sanierung und/oder Reinigung von Gewässern erhalten worden sind. Die Verwendung solcher Muschelbiomassen trägt dazu bei, dass im Wesentlichen biologische Maßnahmen zur Gewässersanierung, wie z. B. die Anpflanzung und Kultur von ausgedehnten Muschelbänken, kostenärmer, kostenneutral oder sogar Gewinn bringend vorgenommen und betrieben werden können. Besonders bevorzugt werden Muschelbiomassen verwendet, die Biomasse der Muschelarten Mytilus edulis und/oder Dreissena polymorpha enthalten oder sogar daraus bestehen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält einen Smektit-Mineralverbund. Dieser Smektit-Mineralverbund enthält 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% Smektit, bevorzugt 12 Gew.-% bis 18 Gew.-%, besonders bevorzugt 14 Gew.-% bis 17 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 16 Gew.-% Smektit, wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht des Smektit-Mineralverbundes beziehen. Unter einem Smektit wird dabei ein Schichtsilikat mit einer Dreischichtstruktur verstanden. Dabei wird die Dreischichtstruktur von zwei Tetraeder-Schichten und einer dazwischen liegenden Oktaeder-Schicht gebildet, wobei die Schichten mittels der Kationen der Oktaeder-Zwischenschicht elektrostatisch miteinander vernetzt sind. Die drei Schichten sind nicht starr miteinander verbunden, sondern können durch reversible Einlagerung von Wasser aufquellen. Smektite zeichnen sich daneben durch ihre große spezifische Oberfläche und ihre Ionenaustauschkapazität aus. Bevorzugt wird in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein Smektit-Mineralverbund eingesetzt, der Smektit einer einzigen Art oder eine Mischung verschiedener Smektite oder Mischungen mit weiteren Mineralen enthält.
Für die Herstellung des einzusetzenden erfindungsgemäßen Mineralverbundes steht ein großes Arsenal von natürlichen Gesteinen, Mineralen und/oder synthetisch hergestellten kristallinen oder amorphen Produkten zur Verfügung, deren Anteile am Endprodukt sich entsprechend der speziellen Applikationen ausrichten können.
Vorzugsweise werden folgende Gesteine, Minerale und/oder Produkte für das erfindungsgemäße Mineralverbundsystem genutzt:
Minerale aus der Mineralklasse der Silikate:
Schichtsilikate:

Zweischichtminerale der Kaolinitgruppe (z. B.: Kaolinit, Dickit, Nakrit, Halloysit) Dreischichtminerale der Smektit- & Glimmergruppe (z. B.: Montmorillonit, Beidellit, Nontronit, Saponit, Illit, Glaukonit, Seladonit, Stilpnomelan, Hydroglimmer, Stevensit, Hectorit, Sauconit)
Vierschichtminerale (z. B.: Chlorit, Sudoit)
Wechsellagerungsschichtminerale (z. B.: Rectorit, Tosudit, Corrensit, Di- & Trioktaedrische Mixed-Layer)
Silikatische Kettengitterminerale (z. B.: Palygorskit, Sepiolith)
Gerüstsilikate (z. B.: Klinoptilolith, Heulandit, Mordenit)
Nichtsilikatische Minerale (z. B.: Hydrargillit, Bauxit, Böhmit, Diaspor)
Minerale aus der Mineralklasse der Karbonate (z. B.: Kalzit, Aragonit, Dolomit, Magnesit, Siderit, Rhodochrosit, Smithsonit, Magnesit)
Amorphe & kryptokristalline Minerale (z. B.: Allophan, Kliachit, Achat, Opal, Chalzedon)
Gesteine und Synthetisch hergestellte Minerale und/oder Produkte (z. B.: Kaolin, Bentonit, Kreide, Zeolith, Opoka, Tripel, Spongilit, Kieselgur, Radiolarit, Diatomit, Kalk, Kalkstein, Marmor, Pottasche, Soda, Kieselgel)

Neben Smektit enthält der Smektit-Mineralverbund der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% amorphes SiO₂, bevorzugt 50 Gew.-% bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 55 Gew.-% bis 65 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 60 Gew.-%, wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht des Smektit-Mineralverbundes beziehen. Nichtkristallines (amorphes) SiO₂ kommt sowohl natürlich in weitgehend reiner Form vor, es kann aber auch synthetisch hergestellt werden.
So kann amorphes SiO₂ beispielsweise aus in der Natur vorkommenden Stützgerüsten bestimmter pflanzlicher und/oder tierischer Lebewesen gewonnen werden, etwa aus den im Meer weit verbreiteten Kieselalgen (Diatomeen), Strahlentierchen (Radiolarien) und/oder Glasschwämmen (Hexactinellida) sowie beim Schachtelhalm. Die Skelette abgestorbener Kieselalgen und Strahlentierchen sinken auf den Meeresgrund, reichern sich dort an und bilden Ablagerungen aus Kieselgur (so genannte Diatomeenerde oder -schlamm) bzw. Radiolarienschlamm. Solche Ablagerungen können beispielsweise 70–90% amorphes SiO₂, 3–12% Wasser und Spuren von Metalloxiden enthalten dem Fachmann sind auch andere natürliche Quellen bekannt.
Synthetisches amorphes SiO₂ kann großtechnisch in unterschiedlichen Prozessen in großen Mengen erzeugt werden. Die großtechnische Herstellung von synthetischem SiO₂ erfolgt hauptsächlich über Fällungsprozesse ausgehend von Wasserglas, das durch Aufschließen von Quarzsand mit Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat erhältlich ist. So erzeugtes SiO₂ nennt man je nach Prozessbedingungen Fällungskieselsäuren oder Kieselgele. Eine weitere wichtige Herstellungsvariante ist die Erzeugung von so genanntem pyrogenen SiO₂ in einer Knallgasflamme, ausgehend von flüssigen Chlorsilanen wie Siliciumtetrachlorid (SiCl₄).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält neben Muschelbiomasse und Smektit-Mineralverbund auch Wasser. Das Wasser stammt zum Einen aus den Muscheln selbst und wird während des Zerkleinerns der Muscheln zu Muschelbiomasse freigesetzt. Zum Anderen kann Wasser auch zusätzlich zugesetzt werden. Dies kann beispielsweise in verfahrenstechnischen Vorgaben begründet sein, wie z. B. Kühlung der Zerkleinerer, Temperaturregulation oder Herstellen einer fließfähigen Suspension oder kolloidalen Lösung der Muschelbiomasse. Es kann aber auch notwendig sein, um eine Muschelbiomasse in einer Form bereit zu stellen, die sich besonders gut für die Weiterverarbeitung zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung eignet. Besonders günstig ist die Bereitstellung und Verwendung von Muschelbiomasse in Form einer wässrigen Suspension mit einem Gesamtproteingehalt von mehr als 2 Gew.-% und einem Lipidgehalt von mehr als 0,2 Gew.-%, wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht der wässrigen Suspension beziehen. Bevorzugt weist die wässrige Suspension einen Proteingehalt von mehr als 5 Gew.-% und einen Lipidgehalt von mehr als 0,5 Gew.-% auf, besonders bevorzugt einen Proteingehalt von mindestens 10 Gew.-% und einen Lipidgehalt von mindestens 1 Gew.-%.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Wassergehalt von 0,01 Gew.-% bis 95 Gew.-% auf, besonders bevorzugt von 15 Gew.-% bis 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 30 Gew.-% bis 85 Gew.-%, wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält oder besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus:

a) Muschelbiomasse dessen Trockenmasse 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% ausmacht;
b) 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% Smektit-Mineralverbund; und
c) 0,01 Gew.-% bis 95 Gew.-% Wasser,

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann beispielsweise charakterisiert sein, dass diese dadurch erhältlich ist, dass während oder nach einem Vermischen der Muschelbiomasse, bevorzugt einer Calciumcarbonat-reichen Muschelbiomasse, mit dem Smektit-Mineralverbund die Muschelbiomasse mit einer organischen Säure versetzt wird. Bei der organischen Säure kann es sich beispielsweise um Zitronensäure oder andere organische Säuren aus der Lebensmitteltechnologie handeln, die für die Aufschäumung von Lebensmitteln verwendet werden. Dem Fachmann sind geeignete organische Säuren und Schäumverfahren bekannt. Die erhaltene Mischung wird dann Bedingungen ausgesetzt, unter denen ausreichend Kohlendioxid entstehen kann, so dass die erhaltene Zusammensetzung als in Wasser schwimmfähiges, poröses Material vorliegt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass Muschelbiomasse, bevorzugt zerkleinerte Muschelbiomasse, und Smektit-Mineralverbund miteinander vermischt werden. Dabei enthält der Smektit-Mineralverbund 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% Smektit und 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% amorphes SiO₂, wobei sich die Angaben in Gew.-% auf das Gesamtgewicht des Smektit-Mineralverbundes beziehen.
Die zerkleinerte Muschelbiomasse kann aus ganzen Muscheln oder Teilen davon beispielsweise durch Mahlen, Pressen, Brechen, Sprengen bis zur gewünschten mittleren Partikelgröße oder zum gewünschten Mahlgrad hergestellt werden. Geeignete Verfahren und Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren bei Temperaturen von nicht mehr als 80°C durchgeführt werden kann, bevorzugt bei einer Temperatur von 4°C bis 65°C. In besonderen Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses bei Temperaturen von nicht mehr als 70°C, bevorzugt nicht mehr als 60°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 1°C, 70°C bis 4°C, 65°C bis 20°C, 60°C bis 50°C oder bei einer Temperatur von 60°C durchgeführt werden. Durch die Vermischung mit dem stark Wasser aufnehmenden Smektit-Mineralverbund kann die Herstellung eines lagerstabilen Zwischenproduktes gemäß bei Temperaturen ≤ 80°C erfolgen, um wertvolle Inhaltsstoffe der Muscheln zu erhalten. Bei solch niedrigen Temperaturen ist gewährleistet, dass die Muschelbiomasse schonend verarbeitet und die Zerstörung oder Beeinflussung von in der Muschelbiomasse enthaltenen Inhaltsstoffen auf ein Mindestmaß reduziert wird. Die derart hergestellte erfindungsgemäße Zusammensetzung zeichnet sich also durch einen besonders hohen Gehalt an unzerstörten und/oder unbeeinflussten Inhaltsstoffen aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren die Schritte:

i) Herstellung von Muschelbiomasse in Form einer wässrigen Suspension mit einem Proteingehalt von mehr als 2% und einem Lipidgehalt von mehr als 0,2%, bevorzugt mit einem Proteingehalt von mehr als 5%, besonders bevorzugt von 5 bis 30% und einem Lipidgehalt von mehr als 0,5%, besonders bevorzugt von 0,5 bis 10%;
ii) Vermischen der Muschelbiomasse mit Smektit-Mineralverbund zu einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wobei der Smektit-Mineralverbund der Muschelbiomasse vor, während und/oder nach der Herstellung der wässrigen Suspension zugesetzt wird; und
v) gegebenenfalls Trocknung der erhaltenen Zusammensetzung, bevorzugt bei einer Temperatur von nicht mehr als 80°C.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann die wässrige Suspension mit dem Smektit-Mineralverbund derart vermischt werden, dass eine rieselfähige Zusammensetzung erhalten wird. Durch die Mischung der Muschelbiomasse in Form einer wässrigen Suspension wird das freie Wasser der Suspension vom Smektit des Smektit-Mineralverbundes aufgenommen und gebunden. Bevorzugt wird der wässrigen Suspension eine Menge an Smektit-Mineralverbund zugesetzt, so dass die Viskosität der erhaltenen Mischung derart zunimmt, dass die Mischung bei Raumtemperatur und Normaldruck nicht mehr flüssig und/oder fließfähig ist, sondern als rieselfähige Zusammensetzung vorliegt. In dieser Form ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung besonders lagerstabil.
In einer besonderen Ausführung enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzug zusätzlich Biomasse von Artemisia annua und/oder von Ganoderma pfeifferi oder Bestandteile davon.
Soll die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Futtermittel oder als Futtermittelzusatz eingesetzt werden, kann der Nährwert dadurch erhöht werden, dass Fischöl oder andere ölige erwünschte Zusatzstoffe beigemischt werden. Diese Beimischung lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass der Smektit-Mineralverbund mit öligen Zusatzstoffen dotiert wird, bevor der Smektit-Mineralverbund mit der Muschelbiomasse vermischt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Futtermittel, Nahrungsmittel oder Futtermittel- oder Nahrungsmittelzusatzstoff.
Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist auch ein Futtermittel enthaltend oder bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Das erfindungsgemäße Futtermittel kann gegebenenfalls weitere Zusatz-, Inhalts-, Hilfs- und/oder Wirkstoffe enthalten. Dabei können unter Zusatz-, Inhalts- und/oder Hilfsstoffen beispielsweise solche Stoffe verstanden werden, die üblicherweise Futtermitteln zugesetzt werden. Unter Zusatzstoffen werden insbesondere solche Stoffe verstanden, die nach deutschem Lebensmittelrecht als Zusatzstoffe für Lebensmittel definiert sind. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Futtermittel Stoffe wie beispielsweise Vitamine, Antioxidantien, Konservierungsstoffe, Formulierungshilfen, Nährstoffe oder Nährstoffträger, Emulgatoren, Fette, Öle und/oder andere Stoffe enthalten, die gemäß Zusatzstoff-Zulassungsverordnung ZZuIV als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen sind. Das erfindungsgemäße Futtermittel kann daneben oder zusätzlich auch Stoffe enthalten, die im Wesentlichen aufgrund ihres Nährwertes, ihrer Farbe, ihres Geschmacks und/oder Geruchs zugesetzt werden. Dies können beispielsweise Lipide, Proteine, Kohlenhydrate, Vitamine und/oder Mineralstoffe sein.
Daneben kann das erfindungsgemäße Futtermittel auch Genussstoffe enthalten. Das erfindungsgemäße Futtermittel kann neben der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beispielsweise Fischmehl enthalten:
In einer möglichen Ausführungsform wird der Muschelbiomasse vor oder nach dem Vermahlen Fischmehl zugesetzt. Fischmehl ist nach wie vor ein wesentlicher Eiweißträger in der Aquakultur. Bevorzugte Quelle für die möglichen Zusätze sind Fischmehle aus vom Menschen nicht direkt für die Ernährung genutzten Arten sowie Abfälle aus der Fischverarbeitung. Es ist aber auch möglich, den Smectit-Mineralverbund separat herzustellen und nachträglich mit Fischmehl zu vermischen.
Das erfindungsgemäße Futtermittel kann stattdessen oder zusätzlich Hefe (z. B. Bäckerhefe) enthalten:
Die Muschelbiomasse kann beim erfindungsgemäßen Verfahren als stark verdünnte wässrige Suspension anfallen. Es ist erfinderisch, diese wässrige Suspension zur Suspendierung von getrockneter Bierhefe zu nutzen. Diese Suspension kann dazu genutzt werden, die Zellwand der Futterhefen aufzubrechen, vorzugsweise durch Hochdruckhomogenisation. Durch die dabei freigesetzten Betaglucane wird bei einer Verfütterung des entstehenden Produktes insbesondere eine Stimulation der Immunantwort erreicht. Vor allem wird durch diese spezielle Zubereitungsform die Bekämpfung von Endoparasiten erleichtert, da die in der Zubereitung enthaltenen Betaglucane Makrophagen aktivieren, die zur Bekämpfung von Endoparasiten notwendig sind. Es ist ebenso möglich, so viel getrocknete Bierhefe dazu zu geben, dass eine breiig fließende Konsistenz erreicht wird. Dieses Zwischenprodukt kann mit dem Tripel-Smectit-Mineralverbund, wie oben beim erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, verbunden werden.
Das erfindungsgemäße Futtermittel kann stattdessen oder zusätzlich Biomasse von Mikroalgen enthalten:
Vorteilhaft werden geeignete Biomassen ausgewählt aus aquatischen Organismen, die mehrfach ungesättigte C16-C22-Fettsäuren, z. B. Linolsäure (C18:2), Linolensäure (C18:3), Arachidonsäure (C20:4), Eicosapentaensäure (EPA, C20:5) und Docosahexaensäure (DHA, C22:6) enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Mikroalgen der Gattung Synechocystis, die 18:0 und 18:1 Fettsäuren sowie hohe Konzentrationen an 16:1 Fettsäuren enthalten und der Gattungen Lyngbya, Anabaena, Oscillatoria (Limnothrix und Planktothrix), die reich an 18:0 bis 18:3 Fettsäuren, insbesondere α-Linolensäure sind und/oder Gemische dieser Mikroalgen ausgewählt. Besonders bevorzugt sind Spezies der Gattung Anabena. Insbesondere bevorzugt sind den Stoffwechsel stimulierende und/oder Stress mindernd wirkende Mikroalgen mit einer hohen Konzentrationen ungesättigter Fettsäuren, die zusätzlich Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime aufweisen.
Ebenso bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der als Biomassen aquatischen Ursprungs Stoffwechsel aktivierend wirkende Grünalgen (Chiorophyta) mit Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime, bevorzugt ausgewählt aus den Gattungen Clamydomonas, Haematococcus oder Tetraselmis bzw. Kalkalgen (Haptophyta) wie Isochrysis, eingesetzt werden.
In einer anderen Ausführungsform werden als Biomassen aquatischen Ursprungs Grünalgen eingesetzt, die eigenständige Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime aufweisen, bevorzugt ausgewählt aus den Gattungen Clamydomonas, Haematococcus, Tetraselmis, Isochrysis oder Synechocystis. Bevorzugt werden insbesondere für die Verwendung in der Fischzucht Grünalgen, die Algenkarotinoide enthalten, ganz besonders bevorzugt ist Haematococcus pluvialis. Bei Verwendung dieser Grünalge wird eine Zubereitung erhalten, die insbesondere als Futter für Salmoniden geeignet ist. Da die Algenkarotinoide als Wachstumsfaktoren wirken, wird der nutritive Effekt der Zubereitung gefördert.
In einer besonders vorteilhaften Anwendungsform werden Mikroalgen ausgewählt, die zyklische Peptide nach Formelbild 1 enthalten. Formel 1:
Diese zyklischen Peptide zeigen überraschenderweise eine antibakterielle Wirkung gegen fischpathogene Keime, ohne die Leistung biologischer Filter in Aquafarmen zu beeinträchtigen.
Es ist möglich, die antibakterielle Wirkung zu erreichen durch

a) Beimischung der gereinigten zyklischen Peptide nach Formelbild 1 zur Basiszubereitung oder
b) Beimischung eines Methanol/Wasserextraktes von Biomassen , ausgewählt aus den Gattungen Lyngbya, Anabaena, Synechocystis, Oscillatoria (Limnothrix und Planktothrix) und Nostoc, der zyklischen Peptide nach Formelbild 1 enthält, oder
c) Beimischung einer Fraktion, die durch Aufreinigung des Methanol/Wasser-Extraktes nach b) über Zellulose oder Kieselgel erhalten wurde, oder
d) Beimischung der Biomasse von Mikroalgen, die Inhaltstoffe nach Formelbild 1 enthalten, einzeln oder in Kombination.

Bei diesen Formulierungen wird ein nutritiver Effekt mit einer Prophylaxe gegen Fischkrankheiten verbunden. Bei den Zubereitungen kann insbesondere der Anteil Fischmehl zu Algenbiomasse und die Auswahl der einzelnen Mikroalgen/Grün- bzw. Kalkalgen variieren. Dadurch werden verschiedene Anwendungen ermöglicht, die mit den Einzelkomponenten nicht erreicht werden können. Insbesondere können Phasenfütterungskonzepte verwirklicht werden, indem die Zusammensetzung an die einzelnen Phasen der Fischaufzucht angepasst wird.
Das starke Adsorptionsvermögen des Tripel-Smektit-Mineralverbundes ermöglicht eine Weiterverarbeitung zu Produkten mit noch besseren Anwendungseigenschaften. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Dotierung des Tripel-Smektit-Mineralverbundes mit Biomassen einer Kultur von Ganoderma pfeifferi.
Inhaltsstoffe des Baumpilzes Ganoderma pfeifferi zeigen überraschenderweise eine starke Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime. Die starke Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime ist für die beabsichtigte Verwendung von besonderer Bedeutung und können bei der Herstellung von Futtermitteln für Fische (Fischfutter besonders vorteilhaft sein).
Biomassen von Ganoderma-Arten wirken bekanntermaßen als Radikalfänger. Schäden durch freie Radikale treten auch bei Fischen auf. Daher können die Beimischung von Ganoderma pfeifferi auch zum Schutz vor der schädigenden Wirkung von freien Radikalen genutzt werden.
Überraschenderweise kann bei einer Kombination von Ganoderma-pfeifferi-Mikro- und Nanopartikel mit Montmorillonit-haltigen Tonmineralen der Anteil von G.pfeifferi auf 0,6% gesenkt werden. Deshalb bringt die Mischung des Tripel-Smektit-Mineralverbundes mit der Biomasse von Ganoderma pfeifferi oder die Dotierung des Tripel-Smektit-Mineralverbundes mit Extrakten aus Ganoderma pfeifferi besondere Vorteile. Bei einer Verwendung als Fischfuttermittel wird der nutritive Effekt verstärkt und mit einer Prophylaxe gegen Fischkrankheiten verbunden. Die Stressminderung löst Probleme, die insbesondere bei der industriellen Geflügelproduktion aber ebenso beim Aquafarming auftreten. Diese überraschende Eigenschaft ist deshalb eine wichtige Voraussetzung für eine Anwendung der erfindungsgemäßen Zubereitungen auch auf anderen Gebieten der industriellen Tierproduktion.
Das erfindungsgemäße Futtermittel kann stattdessen oder zusätzlich pflanzliche Biomassen enthalten:
Bei der pharmazeutischen Produktion von Artemisinin-Präparaten fallen nach Abtrennung der Peroxide große Mengen der restlichen Biomasse von Artemisia annua als Zwischenprodukt an. Inhaltsstoffe von Artemisia annua beeinflussen als Einzelstoff aber den Zellstoffwechsel von Eukaryonten eher negativ. Bei dieser Auswahlerfindung werden A.annua-Rückstände in Pulverform mit G.pfeifferi-Biomassen gemischt und/oder zu Mikro- und Nanopartikeln verarbeitet. Bei der Auswahl der möglichen Mischungsverhältnisse werden Kombinationen mit einem Gehalt von G.pfeifferi > 50% bevorzugt.
Die in Artemisia annua enthaltenen Gewürz- und Bitterstoffe wirken in niedrigen Konzentrationen appetitanregend und verdauungsfördernd, in höheren Mengen werden sie von den Fischen nicht toleriert. In der Kombination mit Tripel-Smektit-Mineralverbund und Rückstand der pharmazeutischen Produktion von Artemisinin-Präparaten anfallende Biomasse wird durch eine Bindung an kolloidale Kieselsäure überraschenderweise eine von den Fischen verwertbare Form gefunden und eine Verminderung des bitteren Geschmacks von A.annua erreicht. In der erfindungsgemäßen Kombination mit der Biomasse von Mikroalgen und/oder von Futterhefen wird die Zubereitung von Fischen gut vertragen Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zusammensetzungen können ohne Probleme mit einander gemischt werden. In den Mischungen sind praktisch alle Mischungsverhältnisse möglich.
Durch die Mischungen werden funktionale Futtermittel mit besonderen Vorteilen erreicht:

a) Die in diesen Futtermitteln enthaltene Kieselsäure in feinstverteilter Form begünstigt die Aufnahme von bioaktiven Silizium;
b) Durch Veränderung der Plastizität des Futtermittels kann die Verweildauer im Magen-Darm-Kanal gesteuert werden;
c) Durch Betaglucane kann des Immunsystem aktiviert werden, insbesondere wird eine Aktivierung der Makrophagen erreicht;
d) Durch Dotierung mit Fischöl wird das Futter insbesondere von Fischen gut aufgenommen;
e) Die Zubereitungen enthalten mehrfach ungesättigte C16-C22-Fettsäuren, z. B. Linolsäure (C18:2), Linolensäure (C18:3), Arachidonsäure (C20:4), Eicosapentaensäure (EPA, C20:5) und Docosahexaensäure (DHA, C22:6);
f) Die Zubereitungen enthalten den Wirtsstoffwechsel aktivierende Wirkstoffe;
g) Durch die erfindungsgemäßen funktionalen Futtermittel wird bei der Verwendung in der Fischproduktion ein nutritiver Effekt mit einer Prophylaxe gegen Fischkrankheiten verbunden;
h) In den Zubereitungen wirken Wirkstoffe gegen fischpathogene Bakterien, stoffwechsel- und immunstimulierende Wirkstoffe synergistisch zusammen.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass schon geringe Veränderungen des Anteils an quellfähigen Tonmineralen die Plastizität des Futtermittels stark beeinflussen, wobei eine nicht lineare Abhängigkeit beobachtet wurde (siehe 2). Es ist deshalb erfinderisch, eine optimale Plastizität des Nahrungsbreis durch Änderung des Anteils an quellfähigen Tonmineralen im Nahrungsbrei einzustellen. Erfindungsgemäß kann ein optimales Verhältnis aus Tonmineralen und organischer Biomasse dadurch hergestellt werden, dass der Gehalt an Smektit im erfindungsgemäßen Futtermittel 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-% ausmacht, wobei die Angaben in Gew.-% sich auf das Gesamtgewicht des Futtermittels beziehen. Bevorzugt beträgt der Anteil an Smektit im erfindungsgemäßen Futtermittel 0,7 Gew.-% bis 1,7 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,75 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Zubereitung kann auch auf anderen Gebieten der industriellen Tierproduktion Anwendung finden.
Durch die Mischungen werden funktionale Futtermittel mit besonderen Vorteilen erreicht:

a) Zuführung von Calciumcarbonat in biologisch gut verwertbarer Form
b) Die in diesen Futtermitteln enthaltene Kieselsäure in feinstverteilter Form begünstigt die Aufnahme von bioaktiven Silizium;
c) Durch Veränderung der Plastizität des Futtermittels kann die Verweildauer im Magen-Darm-Kanal gesteuert werden;
d) Die Zubereitungen enthalten den Wirtsstoffwechsel aktivierende Wirkstoffe wie Ganaderma pfeifferi und Artemisia annua in synergistischen Kombinationen.

Die Teilaufgabe, aus dem Zwischenprodukt desinfizierende Einstreu für die industriemäßige Tierproduktion herzustellen, wurde folgendermaßen gelöst:
Das lagestabile Zwischenprodukt kann bei einem Gehalt an eventuell toxischen Komponenten der gemäß Zusatzstoff-Zulassungsverordnung ZZuIV für Lebensmittelzusatzstoffe tolerierbar ist, direkt zu einer Einstreu weiter verarbeitet werden.
Kann trotz der erfindungsgemäßen Schritte bei der Gewinnung der Rohmuschelbiomasse die Kontamination mit potentiellen Noxen nicht unter eine der Lebensmittelzusatz-verordnung entsprechende Toleranzgrenze gesenkt werden, ist eine Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen Zubereitung zu einer desinfizierenden Stalleinstreu möglich, wenn die Schwermetalle durch Bindung an Mineralstoffe in eine nicht bioverfügbare Form überführt werden. Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist daher auch eine Stalleinstreu für die industrielle Aufzucht und/oder Mast, enthaltend oder bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die erfindungsgemäße Stalleinstreu kann gegebenenfalls weitere Zusatz-, Inhalts-, Hilfs- und/oder Wirkstoffe enthalten. Als biozide Komponente können üblicherweise für die Stalldesinfektion eingesetzte Wirkstoffe verwendet werden.
Um eine umfassende Verwertung der Muschelbiomasse zu ermöglichen ist es erfinderisch, bisher eingesetzte Desinfektionswirkstoffe, die relativ toxisch für Säugerzellen sind, durch eine besser verträgliche Komponente mit antimikrobieller Wirkung zu ersetzen.
Es ist einerseits erfinderisch, die erfinderische Zubereitung aus Muschelbiomasse und dem Smektit-Mineralverbund zu granulieren. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitungen in Form von Granulaten kann im Vergleich zu herkömmlichen stark staubenden Stalleinstreu auf der Basis von Bentoniten eine relativ Staubarmut gewährleistet werden.
Dabei ist es möglich, in die Zubereitung aus Muschelbiomasse und dem Smektit-Mineralverbund vor der Granulierung feste Peroxo-Verbindungen einzuarbeiten. Bei Wasseraufnahme wird aus den Peroxo-Verbindungen Wasserstoffperoxid freigesetzt, wodurch eine antimikrobielle Ausrüstung erreicht wird.
Es ist ebenfalls erfinderisch, die Granulate oberflächlich mit Thymol und/oder mit Extrakten einzusprühen, die bei Aufbereitung von Artemisia annua zur Gewinnung von Artemisinin anfallen. Andererseits ist es möglich, die granulierte Zubereitung aus Muschelbiomasse und dem Smektit-Mineralverbund mit festen Bestandteilen, die bei Aufbereitung von Artemisia annua zur Gewinnung von Artemisinin anfallen, zu mischen. Bevorzugt wird eine Konzentration von organischen antimikrobiellen Wirkstoffen von 50 bis 5000 ppm.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Zubereitungen nach der Granulierung mit an sich bekannten Einschlussverbindungen aus Harnstoff, Wasserstoffperoxid und Tensiden vermischt (Pharmazie 54 (1999), 171–178). Da sich die Einschlussverbindungen bei Wasseraufnahme zersetzen, ist erst eine nachträgliche Mischung mit den Einschluss-Verbindungen bzw. einer Mischung aus trockener Muschelbiomasse und Einschlussverbindungen, einer Mischung aus trockenen Bestandteilen, die bei Aufbereitung von Artemisia annua zur Gewinnung von Artemisinin anfallen, und den Einschlussverbindungen oder von trockenen Mineralverbunden mit Einschlussverbindungen möglich.
Damit wird eine antimikrobielle Ausrüstung erreicht mit einer supramolekularen Struktur, die auch im Langzeitversuch Säugetierzellen nicht schädigt sondern im Gegenteil eher fördert. Deutlich wird dieser überaschende Effekt an der verstärkten Ausbildung von Mikrovilli, nachgewiesen durch elektronenmikroskopische Beobachtung von Amnionnepithelzellen. Darüber hinaus ist diese Stalleinstreu besonders umweltverträglich.
Die Erfindung umfasst deshalb auch eine Stalleinstreu für die industrielle Aufzucht und/oder Mast, enthaltend oder bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Einschlussverbindungen aus Harnstoff, Wasserstoffperoxid und Tensiden (Pharmazie 54(1999), 171–178).
Diese Einschlussverbindungen müssen gegebenenfalls für die Verwendung zur Stalleinstreu verkapselt werden, so dass sie sich erst bei einer höheren Wasseraufnahme auflösen. Alternativ ist die Verwendung von lagerstabilen Zubereitungen mit einer besonders geringen Restfeuchte.
Eine erfindungsgemäße Stalleinstreu ist besonders für die industriemäßige Geflügelproduktion in Bodenhaltung geeignet und erfüllt die Anforderungen, die an eine dafür geeignete desinfizierende Stalleinstreu zu stellen sind, in besonders vorteilhafter Weise:

– Bindung von Feuchtigkeit und geruchsintensiven Stoffen durch den Smektit-Mineralverbund
– Keimreduktion durch einen physiologischen Wirkstoff mit einem großen antimikrobiellen Wirkstoffspektrum (bakterizid, sporozid, virozid)
– Gewährleistung eines den natürlichen Haltungsbedingungen entsprechendes Scharverhaltens durch den Gehalt an Muschelkalk und anderen Bestandteilen der Muschel.
– Da die vorgeschlagenen desinfizierenden Wirkstoffe völlig geruchlos und in den Einsatzkonzentrationen für die Tiere nicht toxisch sind, wird das Scharverhalten durch die erfindungsgemäße Zubereitung sogar begünstigt.

Völlig überraschend wurde gefunden, dass durch die erfindungsgemäße Einstreu der Stress bei der Massentierhaltung deutlich eingeschränkt werden kann, insbesondere wird der sogenannte Kannibalismus vermindert.
Die Zubereitung mit einem hohen Carbonat-Anteil sind für industriemäßige Geflügelhaltungen bevorzugt, Carbonat-arme Formulierungen sind auf Grund des hohen Ammoniak-Bindungsvermögens vorteilhaft bei der industriellen Schweine- und Rinderhaltung.
Daneben kann sich die vorliegende Erfindung auch auf folgende Gegenstände beziehen:
Die Belastung von Küstenwasser mit anorganischen Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor stellt ein bedeutendes Umweltproblem dar. Schätzungen zufolge wird sich das durch die verstärkte Bewirtschaftung der Küstenregion noch verschlimmern. Schadstoffquellen sind hauptsächlich Kläranlagen und die Landwirtschaft mit ihren Düngemitteln. Als Folge droht ein verringerter Sauerstoffgehalt, verstärkte Algenblüte und eine generell schlechte Wasserqualität. Viele Flußästuare und Boddengewässer sind schon jetzt stark überdüngt. Deshalb wurde vorgeschlagen, aquatische Organismen mit einem sehr hohen Nährstoffverbrauch an geeigneten Stellen zur Verminderung des Nährstoffgehaltes zu kultivieren (Schorris, D., Selig, U., Schygula, C.: Nutzung mariner Organismen zur Senkung der Nährstoffbelastung in den Küstengewässern der Deutschen Ostseeküste-Potentiale und Grenzen. Rostocker Meeresbiologische Beiträge 15, 87–104 (2006). Ein erhöhter Bestand an Muscheltieren könnte die Basis eines natürlichen Reinigungsmodells für verschmutzte Buchten, Häfen und andere Küstengebiete sein. Die Kultivierung von Muscheln wird z. Z mit sogenannten Smartfarms in der Ostsee erprobt. Smartfarms bestehen aus schwimmtüchtigen Kunststoffrohren von ca. 120 m Länge, an denen bis zu 3 Meter tiefe Netze befestigt sind. Hier können sich Muschellarven festsetzen. Diese Smartfarms sollen nunmehr zunächst auf ca. 80 Hektar in Nationalparks eingesetzt werden. Eine großflächige Anwendung dieser technologischen Lösung ist schon unter dem Gesichtspunkten des Landschaftsschutzes und der touristischen Nutzung nicht akzeptabel.
Um den Küstengewässern nachhaltig Nährstoffe zu entziehen, ist die Entnahme von großen Mengen an Biomasse notwendig. Bei der bisher üblichen Kultivierung an Langleinen würden beispielsweise 30% der Fläche des Oderhaffs benötigt, um eine Reduzierung der Nährstoffbelastung um 10% zu erreichen. Eine Reduzierung des Flächenbedarfs, der für die Abreicherung von Nährstoffen benötigt wird, ist daher dringend erforderlich. Für eine Reduzierung der Nährstoffbelastung in natürlichen Gewässern stehen vor allem zwei Muschel-Arten zur Verfügung: Mytilus edulis und (lokal) Dreissena polymorpha. Alle übrigen Arten kommen nicht in natürlicher Weise in ausreichend hoher Biomasse vor. Der Zebramuschel Dreissena polymorpha wird eine Bedeutung bei der Renaturierung von Binnengewässern und Brackwasser-Gebieten zugeschrieben (Reeders & de Vaate 1990, Fenske 2003, 2005). Sie erträgt keine Salinitäten oberhalb 5 PSU, so dass sie vor allem für die Sanierung oligohaliner innerer Küstengewässer in Frage kommt.
Die Muscheln ernähren sich von Plankton, das sie mit ihren Kiemen aus dem Wasser filtern. Unter den etwa 4.000 marinen Phytoplanktonarten befinden sich 60–78 Arten, die Gifte produzieren können (Sournia 1995). Werden diese Gifte von filtrierenden Muscheln im Gewebe angereichert, kann der Verzehr der Muscheln Vergiftungserscheinungen – z. B. die neurotoxische, die paralytische oder die gastrointestinale Muschelvergiftung – hervorrufen. Durch eine Veränderung der relativen Nährstoffverfügbarkeit kann es zur Verschiebung in der Zusammensetzung von Phytoplanktongemeinschaften kommen, so dass giftige Arten vermehrt auftreten.
Neben toxischen Metaboliten von Cyanobakterien reichern Muscheln u. a. Schwermetalle, PCB- und Dioxin an (Sordyl, H. u. Gercken, J: Schadstoffkonzentrations und Schadstoffeffektmonitoring an der Dreikantmuschel (Dreissena polymorpha) aus Gewässern in Mecklenburg-Vorpommern. Beprobung 2001 im Auftrag des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern; Jülich, W.-D.: Untersuchungen zum Einfluss des wasserhygienischen Gesamtstatus im Odermündungsbereich auf die Badewassergüte. Abschlußbericht zum Projekt der Kommunalgemeinschaft Pommerania). Auch bei für den menschlichen Verzehr geeigneten Arten wie Mytilus werden die Vermarktungsmöglichkeiten dadurch eingeschränkt, dass die Ostsee noch immer als eines der am stärksten schadstoff- und nährstoffbelasteten Meere weltweit gilt. Aufgrund der möglichen Anreicherung von Schadstoffen in Muscheln, dem ohnehin schlechten Ruf der Ostsee und einer begrenzten Schalengröße lassen sich die Muscheln als Nahrungsmittel nur schlecht vermarkten. Auch bei einer Verarbeitung zu Futterzubereitungen muss eine Anreicherung toxischer Stoffe in der Nahrungskette sicher ausgeschlossen werden, damit die Tiere und in letzter Konsequenz das Endglied der Nahrungskette der Mensch nicht belastet werden.
Es existieren bisher keine Anlagen zur Muschelkultivierung, die einer Aufnahme toxischer Stoffe durch die Muschel entgegen wirken. Die nachträgliche Entfernung bereits aufgenommener Noxen ist schwierig und aufwendig.
Bei einer kommerziellen Verwertung fällt die Muschelbiomasse als Gesamtheit aller organischen und anorganischen Bestandteile einer Muschel an. Der Weichkörper umfasst in der Regel Kiemen, Geschlechtsteile, Herz-Kreislauf- und Nervensystem, Muskeln, Kopfrudimente, Verdauungsorgane und/oder einen Fuß und wird vom Mantel umgeben und geschützt. Der Weichköper ist in einem hohen Maß von Verderbnis bedroht. Die Muschelbiomasse ist deshalb ohne eine entsprechende Aufbereitung nicht lagerstabil.
Bei der Aufarbeitung der Muschelbiomasse fallen die Wertstoffe aus dem Weichkörper als wässrige Masse mit einem Gehalt an Eiweiß von etwa 10% und einem Gehalt an Lipiden von etwa. 1–2% an. Daher wird ein kostengünstiges Verfahren benötigt, mit dem aus der Biomasse ein lagerfähiges Zwischenprodukt und/oder ein Endprodukt erhalten werden kann
Mögliche Anwendungen der Muschelbiomasse sind Futtermittelzusatzstoffe einerseits und eine desinfizierende Stalleinstreu andererseits.
Eine umfassende Verwertung hängt von dem erreichten Gehalt an Belastungen, insbesondere an Schwermetallen, in der Muschelbiomasse ab. Dieser ist einerseits von der Ausgangskontamination der zu reinigenden Fließgewässer, andererseits sind Lösungen zur Verminderung der Kontamination erforderlich, die in dieser Schrift beschrieben werden. Ohne solche erfinderischen Schritte ist es bei der Verarbeitung zu Futtermitteln und/oder Futtermittelzusatzstoffen bisher nicht möglich, eine Anreicherung toxischer Stoffe in der Nahrungskette sicher auszuschließen.
Je nach dem verbleibenden Gehalt an eventuell toxischen Komponenten kann eine umfassende Nutzung erreicht werden

a) Bei einem Gehalt der gemäß Zusatzstoff-Zulassungsverordnung ZZuIV für Lebensmittelzusatzstoffe tolerierbar ist durch Verarbeitung zu Futtermitteln
b) Bei einem die Toleranzgrenze übersteigenden, aber bei der vorgesehenen Verwendung zu keiner Gefährdung führenden Gehalt durch Verarbeitung zu desinfizierender Stalleinstreu

Für die Entwicklung von funktionalen Nutritiva ist es darüber hinaus erforderlich, aus der Muschelbiomasse mit geeigneten Zusatzstoffen, die über den Stand der Technik hinaus gehen, Produkte zu entwickeln, die den vielfältigen Anforderungen an Futtermittelzusätzen gerecht werden.
Eine desinfizierende Stalleinstreu erfüllt folgende Aufgaben:

– Bindung von Feuchtigkeit
– Bindung von Ammoniak
– Keimreduktion
– Insbesondere bei der Geflügelproduktion in Bodenhaltung Gewährleistung eines den natürlichen Haltungsbedingungen entsprechendes Scharverhaltens.

Die Keimreduktion wird dem Stand der Technik entsprechend durch Desinfektionsmittel erreicht, die toxisch für Säuger sind und bei ständiger Einwirkung zu einer Gesundheitsbelastung der Nutztiere und des Betriebspersonals führen. Außerdem ist die Anwendung mit einer Geruchsbelastung verbunden. Insbesondere der Einsatz von halogenierten organischen Verbindungen als biozide Komponente weisen eine hohe Toxizität auf und sind für die Umwelt unverträglich. Aus diesen Gründen konnte sich die Verwendung von Muschelbiomasse auch für diesen Zweck bisher nicht im industriellen Maßstab durchsetzen. Es sind deshalb auch bei dieser Anwendung Wirkstoffe erforderlich, die den Stand der Technik weiterentwickeln.
Eine umweltverträglichere Stalleinstreu wird in EP 1 158 851 B1 beschrieben. Die Stalleinstreu enthält neben anorganischen Sorbentien Thymol und feste Peroxoverbindungen. Eine Kombination von Muschelbiomasse mit Thymol und Peroxoverbindungen ist bisher nicht bekannt.
Auf Grund der oben aufgeführten Probleme ist eine kommerzielle Anwendung der Zebramuschel Dreissena polymorpha bisher nicht bekannt. Mit der bisherigen Technologie kann ein Eintrag von Schwermetallen in die Nahrungskette nicht sicher ausgeschlossen werden.
Weltweit gibt es deshalb bisher keine industrielle Nutzung von Dreissena polymorpha (Stybel, Fenske und Schnernewski: Cost-efffective measures to improve water quality in the Szczecin lagoon-possibilities and Limits (J. Coastal Researche SI 56 (Proceedings of the 10th International Coastal Symposion) Lisbon, Portugal.
Um eine umfassende industrielle Nutzung der Muschelbiomasse zu ermöglichen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mehrere Nachteile des Standes der Technik zu vermindern oder zu überwinden. Dazu sind mehrere erfinderische Schritte erforderlich Deshalb war es insbesondere eine Aufgabe der Erfindung:

– Eine Reduzierung des Flächenbedarfs, der für die Abreicherung von Nährstoffen im zu reinigenden Fließgewässer benötigt wird, zu erreichen,
– Gewinnung eines nur noch in einem tolerierbaren Ausmaß mit Schadstoffen belasteten Rohprodukts
– Lösungen bereitzustellen, die es erlauben, das Rohprodukt in über einen längeren Zeitraum lagerstabile Zwischenprodukte zu überführen
– In Abhängigkeit vom Gehalt an bioverfügbaren Schwermetallen im Zwischenprodukt verschiedene Lösungen für eine umfassende Verwertung zu finden
– Aus dem Zwischenprodukt Futtermittel bzw. Futtermittelzusatzstoffe herzustellen, die eine Anreicherung toxischer Belastungen in der Nahrungskette ausschließen
– Aus dem Zwischenprodukt eine desinfizierende Stalleinstreu herzustellen und dabei die Verwendung toxischer und geruchsintensiver Desinfektionsmittel auszuschließen

Die Teilaufgabe, eine Reduzierung des Flächenbedarfs, der für die Abreicherung von Nährstoffen benötigt wird, zu erreichen, wurden durch die Entwicklung von schwebenden Muschelbänken gelöst, die erfindungsgemäß gekennzeichnet sind durch folgende Elemente

a) Container, die so ausgebildet sind, dass Wasser sie durchströmen kann, und die zur Abreicherung von toxischen Stoffen mit Adsorbentien, vorzugsweise mit Naturzeolithen gefüllt und die gleichzeitig als Beschwerungselemente dienen und die am oberen Ende mit Auftriebskörpern versehen sind und die senkrecht im Wasser hängen
b) Substrate für die Muscheln, die die Container mit einander verbinden und die vorzugsweise als dreidimensionale Netzwerke, Gaze, Gittern, Bänder, Schnüre und/oder Fasern ausgebildet sind.

Die Länge der Container wird entsprechend der Wassertiefe gewählt. Diese schwebenden Muschelbänke sind dadurch gekennzeichnet, dass durch ausgewogenes Verhältnis der eingefüllten Adsorbentien, die als Beschwerungselemente ausgebildet sind, und geeigneten Auftriebseinrichtungen das Gesamtsystem in der Schwebe gehalten wird, wobei die Eintauchtiefe flexibel gestaltet werden kann. Vorteilhafterweise wird das Verhältnis so gewählt, dass die Muschelbänke dicht über dem Grund schweben und bis in eine Wasserschicht reichen, die nicht mehr durch Wellenschlag beeinflusst wird. Dadurch, dass die schwebende Muschelbank unter der Wasseroberfläche gehalten wird, ist sie vor Wellenschlag und Schädigungen durch Einfrieren geschützt. Im Gegensatz zu Smartfarms erfolgt keine Beeinträchtigung des Landschaftsbildes.
Durch die Ausbildung von dreidimensionalen Netzwerken wird gegenüber Langleinen oder Netzen eine drastische Reduzierung des Flächenbedarfs erreicht.
Geeignete Materialien für die Container sind Kunststoffe, wie beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder ein hartes Material, wie beispielsweise ein steinartiges Material, oder rostfreies Metall oder Netze aus Geotextilien, wie sie im Wasserbau verwendet werden. Dabei können flächenhafte, durchlässige und polymere Textilien für Container eingesetzt werden, die aus sich regelmäßig, in der Regel rechtwinklig, kreuzenden Garnen oder Fäden bestehen, Vliesstoffe, die durch Verfestigung flächenhaft aufeinander abgelegten Fasern (vernadeln, verkleben oder verschmelzen) erhältlich sind oder Verbundstoffe eingesetzt werden. Es ist möglich wieder verwendbare Container einzusetzen. In diesem Fall ist das Material für die Container so zu wählen, dass sich keine Muscheln darauf ansiedeln. Vorteilhaft sind jedoch Einweg-Container. Die dafür verwendeten Materialien können ebenfalls als Substrat für die Ansiedlung der Muscheln dienen.
Geeignete Substrate für die Muscheln, die die Container miteinander verbinden, sind besonders vorteilhaft als dreidimensionales Netzwerk mit einer Maschenbreite von einigen Quadratzentimetern, vorzugsweise 4 bis 100 cm², ausgebildet. Die Maschengröße wird so gewählt, dass genügend Schalentiere wachsen können, ohne den Durchfluss des Wassers zu behindern, so dass durch die schwebenden Muschelbänke ein verhältnismäßig geringer Druckabfall erhalten wird. Maßnahmen zur Verringerung oder zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Raum, in dem die Anlage lokalisiert ist, können leicht vorgenommen werden, während die Strömungsrate des durchströmenden Wassers vorzugsweise mehr oder weniger konstant bleibt. Eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit bei einer konstanten Strömungsrate kann beispielsweise in geeigneter Weise durch Erweiterung der Anlage in Flussrichtung erhalten werden. Eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit wird durch Vergrößerung der Maschenbreite erreicht. Die schwebenden Muschelbänke können über entsprechend lange Leinen am Grund fixiert oder an festen Pfählen befestigt werden, so dass sie auf Änderung des Wasserstandes flexibel reagieren. Besonders vorteilhaft ist die Befestigung an im Grund verankerten Signaltonnen, die gleichzeitig zur Kennzeichnung des für die Muschelzucht genutzten Gebietes dienen.
Besonders vorteilhaft ist es, für die Ausbildung des dreidimensionalen Netzwerkes flauschige Fäden, wie beispielsweise Nylonfäden zu verwenden, die aufgrund der großen Oberfläche die Larven wirksam eingefangen. Ein Teil oder alle Substrate werden vor der Errichtung der schwebenden Muschelbank mit den Vorläufern eines Schalentiers kultiviert. Es ist möglich, zur Verbindung der Container herkömmliche Substrate, die in der Schalentier-züchtenden Industrie verwendet werden, einzusetzen. Geeignet sind Substrate, die auf Gazen, Gittern, Bänder, Netzen und/oder Fasern basieren.
Der Abstand der Container, der durch die Substrate überbrückt wird, beträgt vorteilhafterweise einige Meter, beispielsweise 3 bis 4 m.
Die schwebenden Muschelbänke sind für alle wirtschaftlich nutzbaren Muschelarten geeignet.
Insbesondere vorteilhaft sind sie vorteilhaft für den Einsatz von Muscheln zur Verminderung der Eutrophierung der Gewässer. Für diesen Einsatz bevorzugte Arten sind Dreissena polymorpha und/oder Mytilus edulis.
Die Teilaufgabe, „Gewinnung eines nur noch in einem tolerierbaren Ausmaß mit Schadstoffen belasteten Rohprodukts” wird erfindungsgemäß durch die im Folgenden beschriebenen erfinderischen Schritte erreicht.
Um eine möglichst geringe Kontamination des Muschelmaterials zu erreichen werden die oben beschriebenen schwebenden Muschelbänke mit Vorrichtungen zur Abreicherung von toxischen Stoffen ausgestattet, wobei verschiedenen Maßnahmen je nach dem Grad der Belastung in dem zu reinigenden Fließgewässer miteinander kombiniert werden:

i Die in regelmäßigen Abständen angeordneten Container werden mit Naturzeolithen gefüllt. Das starke Adsorptionsvermögen der Naturzeolithe sorgt dafür, dass die toxischen Stoffe während der Kultivierungszeit vorwiegend durch die Naturzeolithe und weniger durch die Muscheln gebunden werden.
ii Alternativ wird in einen Teil der Container eine speziell biozid ausgerüstete Kohle gefüllt, die nach DE 10 2006 033 904 A1 erhalten werden kann. Die Aktivkohle wird dabei mit speziellen Silbersalzen imprägniert, welche in geeigneter Weise in die Aktivkohle eingebracht werden und durch Anwendung von Mikrowellentechnik auf der Kohle haftfest fixiert werden. Durch diese biozide Beschichtung wird der Bewuchs der Aktivkohle gehemmt, so dass ihr volles Adsorptionsvermögen für im Wasser enthaltene Schadstoffe zur Verfügung steht.
iii Adsorbentien wie Zeolithe oder Aktivkohle können auch kombiniert eingesetzt werden.
iv Die lokalen Bedingungen für die Entwicklung von nicht-toxischen Diatomeen werden durch gezielten Einsatz von Tauchbelüftern, die vor den schwebenden Muschelbänken angeordnet sind, verbessert. Durch den Einsatz von Tauchbelüftern vor der Anlage wird erreicht, dass auch tiefere, oft nährstoffreiche Wasserschichten gereinigt werden. Gleichzeitig können die Schalentiere schneller wachsen und verbrauchen so mehr Nährstoffe, so dass insgesamt eine effizientere Reinigung des Wassers erreicht wird. Die Belüftung unter der euphotischen Zone fördert signifikante Mengen von Nährstoffen in die Primärproduktionsschicht nahe der Oberfläche. Diese Nährstoffe stehen für das Muschelwachstum und für eine Vermehrung von nicht toxinbildenden Algen, z. B von Skeletonema costatum zur Verfügung. Dies ist überraschend, da die Erhöhung des Nährstoffangebotes zunächst dem vorgeschlagenen Ziel, nämlich der Verhinderung eines Massenwachstums der Algen als Ergebnis von zu vielen Nährstoffen im Wasser, zu widersprechen scheint. Durch das schnellere Wachstum der Schalentiere auf dem Substrat wird jedoch diesen angeblichen Nachteil vollständig kompensiert, so dass im Ergebnis die Vermehrung von toxinbildenden Algen wie Dinophysis sp. (z. B. D. acuta) unterdrückt wird.
v Durch die Anordnung in großen Muschelfeldern und die Wahl geeigneter Abstände zwischen den Muschelträgern werden die Nährstoffe innerhalb des Kultivierungsgebietes in der Hauptsache von den Muscheln verbraucht und stehen daher nicht für eine starke Vermehrung von Cyanobakterien zur Verfügung.
vi Durch das zusätzliche Einbringen von Zellulose in die Container werden eventuell trotzdem gebildete Toxine aus Cyanaobakterien überraschenderweise immobilisiert.
vii Eine weitere Abreicherung von eventuellen toxischen Komponenten kann dadurch erreicht werden, dass die Muscheln nach der Ernte über einen Zeitraum von bis 10 Tagen mit wässrigen Bentonit-Zeolith-Suspensionen oder von Aktivkohle kultiviert werden.

Je nach dem verbleibenden Gehalt an potentiell toxischen Komponenten kann eine umfassende Nutzung erreicht werden

c) Bei einem Gehalt der gemäß Zusatzstoff-Zulassungsverordnung ZZuIV für Lebensmittelzusatzstoffe tolerierbar ist durch Verarbeitung zu Futtermitteln
d) Bei einem die Toleranzgrenze übersteigenden Gehalt durch Verarbeitung zu desinfizierender Stalleinstreu

Figuren:
1 zeigt den Glukoseverbrauch von FL-Zellen in μmol/h bei Zugabe von Mikro-und Nanopartikeln enthaltend Biomasse von Artemisia (allein), Ganoderma pfeifferi (allein), Artemisia und Ganoderma pfeifferi (Kombination) und der Kontrolle.
2 zeigt die Plastizität erfindungsgemäßer Futtermittelzusammensetzungen mit unterschiedlichen Gehalten an Tonmineralen zu verschiedenen Zeitpunkten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher verdeutlicht.
Ausführungsbeispiele:
Beispiel 1: Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Basiszubereitung)
Die Herstellung umfasst folgende Schritte:

a. Ernte der Muschel
b. Abtrennung von den Netzen
c. Vermahlung der Muschelbiomasse
d. Vermahlen von aus fossilem Diatomeenschlamm entstammenden Sedimentgestein mit Kalk und Bentonit
e. Mischung der Mahlprodukte c) und d)
f. Trocknung bei Temperaturen < 80°C
g. Gegebenenfalls Dotierung mit Fischmehl/Fischölen

Beispiel 2: Antimikrobielle Wirksamkeit von Mikroalgen-Stämme, ausgewählt aus den Gattungen Lyngbya, Anabena, Oscillatoria (Limnothrix und Planktothrix)
Methodik: Fischbakteriosen stellen ein besonderes wirtschaftliches und ökologisch relevantes Problem dar. Die Untersuchungen erfolgten mit gramnegativen Bakterien, die Fischkrankheiten wie Seewasser-Columnaris, chronische Bauchwassersucht, Furunkulose, Fleckenseuche, Flossenfäule, Rotmaulseuche oder die Rote Pest auslösen. Die Anzucht der vom Staatlichen Fischseuchenbekämpfungsdienst Niedersachsen und Fischgesundheitsdienst zur Verfügung gestellten Bakterien erfolgte auf Trypticase-Soy-Agar (Sigma Chemical Co., St. Lois, USA). Die Prüfung der Extrakte aus der Biomasse, der aufgereinigten Fraktionen und der Wirkstoffe erfolgte im Agardiffusionstest.
Ergebnisse

Durch eine ausgewogene Mischung von Biomassen aquatischer Organismen wird eine breite Wirksamkeit gegen fischpathogene Keime erreicht (Tabelle 1) Tabelle 1 Wirksamkeit gegen Erreger von Fischkrankheiten

Stämme	Flexibacter	Aeromonas	Aeromonas	Vibrio	Pseudomonas
	maritimus	salmozicida	hydrophila	anguillarum	anguilliseptica
	Hemmhof	Nemmhof	Hemmhof	Hemmhof	Hemmhof mm
	mm	mm	mm	mm
Oscillatoria 11	5, 6
Syechocystis 21	++		11, 12, 11		29, 30
Syechocystis 29	10, 9		12, 12	++	32, 33, 29
Lyngbya sp.	12, 13	4, 5	2, 2	4, 4	9, 12
Nostoc CAVN 1	9, 6
Nostoc CAVN 2	3, 3
Anabaena	2, 2
CAVN 3
Anabaena	2, 2
CAVN 8
Anabaena	++
CAVN 14
Nostoc	4, 4				19, 19
CAVN 16
Nostoc	7, 7
CAVN 17
Anabaena	++
CAVN 18
Oscillatoria	10, 11
CAVN Ocsi
Haematococcus 3	++
Tetraselmis 4	3, +
Isachrysis 5	++				++
Clamydomonas	6, 6
9

Beispiel 3: Antifungale Wirksamkeit bei ausgewählten Stämmen der Gattung Anabena
Methodik: Der Testung der antimikrobiellen Aktivität der Extrakte erfolgte in Anlehnung an die Diffusionsmethode zur mikrobiologischen Wertbestimmung von Antibiotika des Europäischen Arzneibuches im Agarplattdendiffusionstest. Es wurde eine Keimsuspension in den handwarmen Nähragar eingearbeitet und nach Verfestigen der Oberfläche die mit jeweils 2 mg Extrakt beladenen Plättchen aufgebracht. Zur Vordiffusion der in den Extrakten enthaltenen Stoffe in das Agarmedium wurde für drei Stunden bei 8°C im Kühlschrank vorinkubiert. Es folgte eine Inkubationszeit von 24 h bei 37°C für die Bakterien. Die Inkubation der Platten für Candida maltosa und C.albicans erfolgte bei 30°C.
Ergebnisse: Durch Zumischung von ausgewählten Stämmen der Gattung Anabena kann auch eine antimykotische Wirkung erreicht werden (Tabelle 2) Tabelle 2 Ergebnisse der antimikrobiellen Testung der Rohextrakte der Gattung Anabaena (Angaben der Hemmhofdurchmesser inklusive Plättchen in mm).

Candida malt. SBUG700 Cand. albic.

Bio 33 n-Hexan-Extr. 7 n. g.

MeOH-Extr, 16, 18

Wässr. Extr. 14, 7
Beispiel 4: Gewinnung von Mycel der Spezies Ganoderma pfeifferi in Flüssigmedien mit Kohlenhydratquellen
Methodik: Es wurde Hagern-Medium, Malzmedium und ein synthetisches Medium auf ihre Eignung bei Einhaltung unterschiedlicher Beleuchtungs- und Schüttelregime-Methoden untersucht.
Ergebnis: Verschiedene Flüssigmedien sind zur Kultivierung von G.pfeifferi geeignet. Vorzugsweise sollte Malzmedium mit einem Gehalt an Malzextrakt von 20–40 g/1000 l und einem Ausgangs-pH von 4,5–7,5 eingesetzt werden. Unter diesen Bedingungen wird während einer 30tägigen Kultur eine Steigerung des Mycelgewichtes von 0,061 + 0,0006 g/100 ml auf 0,691 + 0,0482 g/100 ml erreicht.
Beispiel 5: Wirksamkeit von Extrakten aus G.pfeifferi gegen fischpathogene Bakterien Methodik: wie Beispiel 2

Ergebnis: Besonders gegen die Aeromonas-Arten zeigte sich eine antibakterielle Wirkung. (Tabelle 3). Da sich die antibakterielle Wirksamkeit bei verschiedenen Extrakten nachweisen lässt, ist die Verwendung der gesamten Biomasse nach Beispiel besonders zweckmäßig. Tabelle 3 Wirksamkeit von Ganoderma pfeifferi gegen fischpathogene Keime

Extrakt bzw. Wirkstoff	Hemmhofdurchmesser (mm)
	Aeromonas salmonicida subsp Salmonicida	Aeromonas hydrophila DSM 30019	Vibrio anguillarum ATCC 1188	Yersinia ruckeri F 531/182
Dichlormethan-Extrakt	10	12	-	-
Ethanolischer Extrakt	10	10	-	-
Kaltwässriger Extrakt	9	8	-	-
Heißwässriger Extrakt	13	14	9	10

Beispiel 6: Herstellung von Mikro- und Nanopartikel aus Ganoderma pfeifferi, Reste von Artemisia annua nach Abtrennung der Sesquiterpen-Peroxide und Mischungen dieser beiden Biomassen
Die zerkleinerte Biomasse der Reste von Artemisia annua nach Abtrennung der Sesquiterpen-Peroxide und Mycel von Ganoderma pfeifferi, erhalten nach Beispiel 3, werden in einem Tensid-Wasser-Gemisch unter Erwärmen suspendiert. Parallel dazu wird eine Suspension von Mikroalgen-Stämme, ausgewählt aus den Gattungen Lyngbya, Anabena, Oscillatoria (Limnothrix und Planktothrix) in einem Tensid-Wasser-Gemisch hergestellt. Diese Suspensionen werden vereinigt und auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Fettsäuren erwärmt. Anschließend wird mit Hilfe eines Rührers (Rotor-Stator-Prinzip) oder mit Hilfe von Ultraschall eine Vorsuspension hergestellt. Die Vorsuspension wird danach mit Hilfe eines Hochdruckhomogenisators homogenisiert, wobei die Zahl der Homogenisationszyklen und der Arbeitsdruck nach der erwünschten Partikelgröße und Stabilität der Zubereitung gewählt werden. Zwischen den einzelnen Zyklen ist darauf zu achten, dass die Herstellungstemperatur immer wieder eingestellt wird. Das Tensid dient zur Stabilisierung der Suspension.
Beispiel 7: Nachweis des synergistischen Effekts
Methodik

Zellen: FL, Herkunft: USA, ATCC, CCL 62, Katalognummer RIE 81, Lieferant: biometec GmbH
Medium: DMEM ohne Phenolrot mit 1000 mg/l Glucose und 110 mg/l Na-Pyruvat (Gibco), modifiziert mit 200 mM L-Glutamin, 1 M Hepes, 5U Penicillin/5 mg Streptomycin/ml (Sigma) und 10% FKS (Biochrom KG, Berlin)
Ausschaltung der Zellteilung: Zuerst wurde aus 2 mg Mitomycin C (Sigma) gelöst in 0,1 ml DMSO und 1,9 ml PBS eine Mitomycin C-Stammlösung hergestellt und in 50 μl-Allquoten eingefroren. Zur Mitosehemmung wurde das Zellkulturmedium vom konfluent gewachsenen Zellrasen der FL-Zellkultur abgegossen, durch 5 ml Kulturmedium mit 50 μl Mitomyxin-Stammlösung ersetzt und 2 Std./37°C inkubiert. Danach wurde 3 × mit PBS (ohne Ca⁺⁺,Mg⁺⁺ PAA) gewaschen, die Zellen mit Trypsin/EDTA (Sigma) abgelöst, die Zellzahl bestimmt und auf eine Konzentration von 4 × 10⁵/ml mit Zellkulturmedium eingestellt.
Kultivierung auf den Zeltträgern: Je 1 ml Zellsuspension wurde auf die Zellträger (13 mm runde, Thermanox-Plättchen (Nunc Inc, Naperville, IL USA) in einem Minusheet-Zellhaltersystem (Minucells & Minutissue Vertriebs GmbH, Bad Abbach) in einer Mikrokulturwanne eine 24-well-Zellkulturplatte (Nunc GmbH & Co Kg, Wiesbaden) pipettiert, 24 Stunden kultiviert (37°C, 5% CO₂, 97% Luftfeuchte) und dann jeweils 6 Zellträger in eine Perfusionszellkammer aufrecht eingestellt.

Perfusionszellkultur:

Zellkammern: Minucells & Minutissue, Typ 1301, Temperierung auf etwa 37°C (Heizplatte: MEDAX, Typ 12501)
Fließrate: 4,5 μl/min (Pumpe: Ismatec IPC-N 8)
Gas: Low-Gas Typ 110741-S (5% Kohlenstoffdioxid, 20% Sauerstoff, Rest Stickstoff), Air Liquide

Bestimmung der Glucose- und der Lactatkonzentration:

a) Beckmann (Messintervalle: 12 h +/– 1 h)
b) Biosensorisch: pH: Sauerstoffpartialdruck: (Messintervall 24 h +/1 – 1 h) Wirkstoffzugabe: Mikro- und Nanopartikel hergestellt nach Beispiel 5 aus Artemisia annua, Ganoderma pfeifferi und einer Mischung von Artemisia annua und Ganoderma pfeifferi im Verhältnis 1:1 wurden in einer Konzentration von 2% ab der 145 h dem Nährmedium zugesetzt.

Ergebnisse: In der Perfusionszellkultur werden ständig Nährstoffe und dem Medium beigegebene Wirkstoffe den Zellen zugeführt und Stoffwechselprodukte wiederum abgeführt, so dass die Zellen unter nahezu organtypischen Bedingungen über > 14 Tage gehalten werden können. Ganoderma pfeifferi führt zu einer Steigerung des Zellstoffwechsels, Artemisia annua hat keinen Einfluss. Überraschenderweise hat aber die Kombination von Artemisia annua und Ganoderma pfeifferi im Verhältnis 1:1 den höchsten Effekt.
Beispiel 8: Gewinnung und Strukturaufklärung der zyklischen Peptide nach Formel 1
Die Mikroalgenbiomasse wird mit Methanol/Wasser 50:50 extrahiert und der erhaltene Extrakt mittels Säulenchromatographie unter Nutzung von Zellulose aufgetrennt. Bei Nutzung eines Stufengradienten beginnend mit 100% Ethylazetat, gefolgt von 75% Ethylazetat/25% Methanol; 50% Ethylazetat/50% Methanol; 25% Ethylazetat/75% Methanol und 100% Methanol eluiert die gegen fischpathogene Bakterien wirksame Fraktion mit 75% Ethylazetat/25% Methanol. Aus dieser Fraktion werden die Peptide mittels präparativer HPLC isoliert und die Struktur über MS und NMR bestätigt. Die Peptide und ein Verfahren zu ihrer Gewinnung sind in Zainuddin et. al. (in: Lyngbyazothrins A – DD, antimicrobial cyclic undecapeptides from the cultured vyanobacterium Lyngbya sp. (2009) J. Nat. Prod., 72(8), 1373–8) beschrieben.
Beispiel 9: Herstellung einer lagerfähigen erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus 4 Komponenten
Es wird eine Zusammensetzung erhalten, bestehend aus:

10–20% Tripel-Schmectit-Mineralverbund;
1 bis 5% Artemisia;
1 bis 5% Ganoderma pfeifferi,
10–20% Muschelbiomasse und zu
50 bis 78% aus üblichen Futtermittelbestandteilen (Wasser, Fischmehl, Toula-Hefen, Ca-Caseinat, Gammarus-Mehl, Spirulina, Meeresalgen, Fischöl, Brennnessel, Luzerne, Spinat). Diese Zusammensetzung enthält durch die schonende Herstellung bei 60°C Vitamine und andere empfindliche Inhaltsstoffe, ist lagerstabil und wird von den Fischen gut aufgenommen.

Beispiel 10: Wirksamkeit der für die für Aquarienfische besonders geeigneten Zubereitung ausgewählten Makroalgen gegen fischpathogene Keime

Methodik: wie Beispiel 2
Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst.

Tab. 4 Antimikrobielle Aktivität der Dichlormethan-Extrakte von Makroalgen

	Hemmzonen (mm) gegen
Spezies	Vibrio anguillarum	Pseudomonas Anguilliseptica	Aeromonas salmonicida	Aeromonas hydrophila	Yersinia ruckeri
Laurencia chondrioides	7 + 2,2	9 + 7,3
Aspargopsis armata	19,3 ± 1,3	26,9 ± 2,2	17,0 ± 2,2	14,9 ± 2,7	15,3 ± 1,7
Ceramium rubrum	6,1 ± 1,5	17,0 ± 3,8	2,6 ± 3,4
Drachiella minuta	1,4 ± 1,4	15,0 ± 3,7
Falkenbergia rufilanosa	14,5 ± 1,7	15,1 ± 1,0	7,6 ± 1,7	12,5 ± 0,8	7,3 ± 1,9
Gracilaria cornea	13,1 ± 2	27,2 ± 9,9	3,3 ± 1,8	2,5 ± 1,2	3,0 ± 2,6
Halopitys incurvus	6,3 ± 2,2	17,2 ± 3,9	5,4 ± 4,4	12,5 ± 1,6	8,9 ± 3,0

Beispiel 11: Aufbruch der Zellwand von Futterhefen
Kommerziell erhältliche Futterhefe wird bei einer Temperatur von 25°C in eine wässrige Emulgatorlösung dispergiert und mit Vitamin C versetzt. Anschließend wird das Gemisch mit Hilfe eines Ultra Turrax T25 der Fa. Janke und Kunkel GmbH & Co KG (Staufen, Deutschland) in einem Emulgierungsprozess bei 8000 Umdrehungen pro Minute und einer Dauer von 30 Sekunden verarbeitet. Die Suspension wird danach mit einem Kolbenspalt-Hochdruckhomogenisator Micron Lab 40 (APV-Gaulin, Lübeck) bei einem Druck von 500 bar und einer Temperatur von 50°C homogenisiert.
Beispiel 12
In einer Perfusionszellkultur gemäß Beispiel 6 konnte zeigt werden, dass der Zusatz von Futterhefen zum erfindungsgemäßen Futtermittel eine Erhöhung des Glucoseverbrauchs bewirkt.
Beispiel 13
Steht der Körper unter Stress oder bahnen sich krankhafte Veränderungen an, bildet er bestimmte Proteine. Eines dieser Proteine ist die Chinonreduktase, die als Teil eines Schutz- und Entgiftungsmechanismus aufgefasst werden kann. Mit Hilfe eines ”Kofaktors” ist die Chinonreduktase in der Lage, das zelluläre Gleichgewicht zweier Substanzklassen zu registrieren. Ist die Zelle entspannt, bindet sich am ”Kofaktor” ein so genannter Transkriptionsfaktor, der als ”Wächter des Genoms” wirkt und auf Warteposition gehalten wird. Stressen ungünstige Bedingungen, zum Beispiel ein Hitzeschock, die Zelle, wird der Transkriptionsfaktor freigegeben. Dieser aktiviert bestimmte Prozesse, die für den Umgang der Zelle mit Stress und damit für ihr Überleben notwendig sind.
Die Perfusionszellkultur gemäß Beispiel 6 wurde genutzt, um zu prüfen, ob durch prophylaktische Gabe von Stoffen, die eine Aktivierung des Zellstoffwechsels bewirken, auch eine erhöhte Bildung der die Stressresistenz bewirkenden Proteine erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wurden die Zellkammern in einen Temperierblock eingeschlossen. Durch Erhöhung der Temperatur auf 42°C wurde ein Hitzeschock ausgelöst. Anhand der Stoffwechselparameter Glukoseverbrauch und Laktatentstehung konnte gezeigt werden, dass der Zelltod bei Zellen, die prophylaktisch mit dem erfindungsgemäßen Nutritivum behandelt wurden, im Vergleich zu nicht behandelten Kontrollgruppen verzögert eintrat, was auf eine erhöhte Stressresistenz schließen lässt.
Beispiel 14: Herstellung funktioneller Futtermittel
Die Herstellung umfasst folgende Schritte:

a. Vorlage der Komponente 1, hergestellt nach Beispiel 1
b. Zumischung von Rückstände aus Artemisia annua nach Abtrennung der Peroxide
c. Zumischung von Extrakten und/oder Biomassen von Pilzen der Gattung Ganoderma
d. Zumischung von Extrakten und/oder Biomassen aquatischer Organismen, die angesättigte Fettsäuren und gegen fischpathogene Keime wirksame Inhaltstoffe enthalten
e. Gegebenenfalls Zumischung von Makroalgen
f. Gegebenfalls partielle Ansäuerung mit organischen Säuren
g. Zumischung von Zellwandbestandteilen von Futterhefen

Beispiel 15: Herstellung von Granalien
Die Mischung „Biomasse/Tripel-Smectit-Mineralverbund nach Beispiel 9” wird mit einem Masseanteil von 80–90% homogen in einem Mischer gemischt. Anschließend erfolgt die Granulierung der homogenisierten Mischung durch Hinzugabe von Gesteinmehl (Zeolith, Bentonit, Kreide, Tripel, getrocknete patentierte Mischung) und einer Smectit-Suspension als Granuliermittel mit einem Masseanteil von 10%. Die daraus resultierenden unbehandelten Granalien (Grüngranulat) werden anschließend getrocknet. Die Maximaltemperatur im Trockenraum beträgt dabei < 50°C ± 10°C. Das getrocknete Grüngranulat wird entsprechend der Anforderungen abgesiebt.
Beispiel 16: Herstellung von Granalien unter Verwendung von Suspensionen
Im Folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Anstelle nur eines festen Trennmittels wird der Mischung „Biomasse/Tripel-Smectit-Mineralverbund nach Beispiel 9” eine 10%ige flüssige Smectit-Suspension zur Granulierung beigemischt. Die Menge der Suspension entspricht genau der Menge, um eine Feuchtigkeit des Grüngranulates von 12 bis 14% zu erreichen, welche zur Granulierung notwendig ist. Das Grüngranulat wird in einen Trockenraum eingebracht. Die Maximaltemperatur im Trockenraum beträgt dabei < 50°C ± 10°C.
Beispiel 17: Wirbelschichttrocknung
Aus den Komponenten des „Biomasse/Tripel-Smectit-Mineralverbundes nach Beispiel 9” wird eine Suspension (Schlicker) durch Zugabe von Wasser hergestellt. Dieser Schlicker wird anschließend in einem Wirbelschichtreaktor eingesprüht in der Weise, dass sich die Granulate der gewünschten Form ausbilden. Die Temperatur der Materialschicht in der Wirbelschicht entspricht 50°C ± 5°C. Über einen Sichter wird die gewünschte Kornfraktion der Kerne kontinuierlich entnommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1158851 B [0075]
- DE 102006033904 A1 [0089]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Pharmazie 54 (1999), 171–178 [0055]
- Pharmazie 54(1999), 171–178 [0057]
- Schorris, D., Selig, U., Schygula, C.: Nutzung mariner Organismen zur Senkung der Nährstoffbelastung in den Küstengewässern der Deutschen Ostseeküste-Potentiale und Grenzen. Rostocker Meeresbiologische Beiträge 15, 87–104 (2006) [0062]
- Reeders & de Vaate 1990, Fenske 2003, 2005 [0063]
- Stybel, Fenske und Schnernewski: Cost-efffective measures to improve water quality in the Szczecin lagoon-possibilities and Limits (J. Coastal Researche SI 56 (Proceedings of the 10th International Coastal Symposion [0077]
- Zainuddin et. al. (in: Lyngbyazothrins A – DD, antimicrobial cyclic undecapeptides from the cultured vyanobacterium Lyngbya sp. (2009) J. Nat. Prod., 72(8), 1373–8 [0105]

Claims

Zusammensetzung enthaltend oder bestehend aus: a) Muschelbiomasse; b) Smektit-Mineralverbund; c) und Wasser, wobei der Smektit-Mineralverbund 10 bis 20 Gew.-% Smektit und 40 bis 80 Gew.-% amorphes SiO₂ enthält und sich die Angaben in Gew.-% auf das Gesamtgewicht des Smektit-Mineralverbundes beziehen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Wassergehalt von 0,01 Gew.-% bis 95% Gew.-% aufweist, wobei sich die Angaben in Gew.-% auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung enthält oder besteht aus: a) Muschelbiomasse dessen Trockenmasse 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% ausmacht; b) 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% Smektit-Mineralverbund; und c) 0,01 Gew.-% bis 95 Gew.-% Wasser, wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Smektit aus einem einzigen Smektit oder aus einer Mischung verschiedener Smektite besteht.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Smektit Montmorillonit enthält oder daraus besteht.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Muschelschalen und Teilen davon am Gesamtgewicht der Muschelbiomasse in der fertigen Zusammensetzung nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Muschelschalen und Teilen davon am Gesamtgewicht der Muschelbiomasse in der fertigen Zusammensetzung nicht weniger als 70 Gew.-% beträgt.
Zusammensetzug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung zusätzlich Biomasse von Artemisia annua und/oder von Ganoderma pfeifferi enthält oder Bestandteile davon.
Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Muschelbiomasse und Smektit-Mineralverbund miteinander vermischt werden; wobei der Smektit-Mineralverbund 10 bis 20 Gew.-% Smektit und 40 bis 80 Gew.-% amorphes SiO₂ enthält und sich die Angaben in Gew.-% auf das Gesamtgewicht des Smektit-Mineralverbundes beziehen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung bei einer Temperatur von nicht mehr als 80°C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, umfassend die Schritte: i) Herstellung von Muschelbiomasse in Form einer wässrigen Suspension mit einem Proteingehalt von mehr als 2% und einem Lipidgehalt von mehr als 0,2%; ii) Vermischen der Muschelbiomasse mit Smektit-Mineralverbund zu einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Smektit-Mineralverbund der Muschelbiomasse vor, während und/oder nach der Herstellung der wässrigen Suspension zugesetzt wird; und iii) gegebenfalls Trocknung der erhaltenen Zusammensetzung bevorzugt bei einer Temperatur von nicht mehr als 80°C.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Suspension mit dem Smektit-Mineralverbund derart vermischt wird, dass eine rieselfähige Zusammensetzung erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Smektit-Mineralverbund mit öligen Zusatzstoffen dotiert wird, bevor der Smektit-Mineralverbund mit der Muschelbiomasse vermischt wird.
Futtermittel enthaltend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und gegebenenfalls weitere Zusatz-, Inhalts-, Hilfs- und/oder Wirkstoffe.
Futtermittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Smektit 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-% ausmacht, wobei die Angaben in Gew.-% sich auf das Gesamtgewicht des Futtermittels beziehen.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die dadurch erhältlich ist, dass während oder nach einem Vermischen der Muschelbiomasse mit dem Smektit-Mineralverbund, die Muschelbiomasse mit einer organischen Säure versetzt wird und die erhaltene Mischung Bedingungen ausgesetzt wird, unter denen ausreichend Kohlendioxid entstehen kann, so dass die erhaltene Zusammensetzung als in Wasser schwimmfähiges, poröses Material vorliegt.