DE1061477B

DE1061477B - Enthaaren und bzw. oder Beizen von tierischen Haeuten

Info

Publication number: DE1061477B
Application number: DES43829A
Authority: DE
Inventors: Guy Henri Deltour; Jean-Marie Julien Nico Ghuysen
Original assignee: Labaz Laboratoires SA
Current assignee: Labaz Sanofi NV
Priority date: 1954-05-11
Filing date: 1955-05-06
Publication date: 1959-07-16
Also published as: NL93125C; FR1128945A; US2927885A; GB790237A

Description

Enthaaren und bzw. oder Beizen von tierischen Häuten Die Erfindung betrifft das Enthaaren und bzw. oder Beizen von tierischen, zur Lederherstellung bestimmten Häuten.
In der Gerberei werden zum Beizen von Häuten derzeit bestimmte Enzympräparate verwendet. Beim Beizen werden bekanntlich die unerwünschten Proteine sowie Keratinreste, die aus Haarwurzeln, verschiedenen Drüsen usw. stammen, gelöst.
Die hierfür verwendeten proteolytischen Enzyme, besonders die Pankreasenzyme, machen vor der eigentlichen Beize eine Enthaarung der Häute notwendig. Diese Enthaarung wird im allgemeinen durchgeführt, indem dieHäute einerBehandlung mitKalk und Alkalisulfiden unterworfen werden. Die Enthaarung selbst ist eine ziemlich lang dauernde Operation, die oft von einer Fäulnis und einer Schädigung des Kollagens durch die normalerweise auf den Häuten vorhandene Mikroflora begleitet wird und somit schließlich zu einer Lederschädigung führt.
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines thermolabilen Komplexes von wahrscheinlich enzymatischer Natur, der von bestimmten Arten Stroptomyces abgeschieden wird, zum Enthaaren und bzw. oder Beizen von tierischen Häuten.
Es ist bekannt, daß die Streptomyces in ihren Kulturmedien Substanzen abscheiden, deren abbauende Wirkung sich dadurch äußert, daß Suspensionen lebender, grampositiver Bakterien, wie Mikrococcus pyogenes aureus, der eine staphylolytische Wirkung besitzt, Streptococcus pyogenes, der eine streptolytische Wirkung besitzt, und Streptococcus pneumoniae, der eine pneumolytische Wirkung besitzt, geklärt werden.
Es wurde nun gefunden, daß über diese actinomycetinartigen antibiotischen Wirkstoffe, die besonders im Filtrat aktiver Kulturen des Streptomyces albus G auftreten, hinaus neben einem weiteren schon bekannten caseinolytischen Wirkstoff zwei andere, deutlich abbauende Wirkstoffe existieren, welche eine Hydrolyse von Keratin bzw. eine starke Abschuppung der Epidermis bewirken. Die drei letztgenannten Wirkstoffe sind der Grund der caseinolytischen, keratinolytischen und enthaarenden Wirkungen.
Diese verschiedenen Wirkstoffe können regelmäßig und auf reproduzierbare Weise aus Kulturen verschiedener Streptomyces bei 28° C unter Tauchbedingungen und unter Rühren erhalten werden; z. B. in 1-1-Flaschen, die 250 oder 500 ccm eines wässerigen Mediums enthalten, die 1% Pepton, 0,2% Natriumnitrat, 0,05 %Kaliumchlorid, 0,1 a/o Dikaliumphosphat, 0,08% Magnesiumsulfat-heptahydrat und 0,003 °% Kobaltnitrat-hexahydrat enthält, wobei 60 bis 70 Stunden bei 100 bis 120 Umdrehungen des Gefäßes pro Minute gerührt wird und die Kulturen, die dann eine maximale Wirkung . zeigen, anschließend filtriert werden.
Auf Grund dieser Versuche wurde festgestellt, daß sich die Streptomycesstämme verschiedener Herkunft untereinander unterscheiden, und zwar ebenso durch die bakteriolytische Wirksamkeit als auch durch die durch sie abgeschiedenen caseinolytischen, keratinolytischen und enthaarend wirkenden Wirkstoffe.
Man hat sich daher bemüht, Häufigkeit und Menge, mit der diese verschiedenen wirksamen Stoffe im Filtrat der Kulturen vorkommen, vorher zu bestimmen.

Es wurde so eine Reihe von achtundachtzig Streptomycesstämmen, die aus verschiedenen natürlichen Substraten isoliert wurden, untersucht und gefunden, daß wenigstens dreiundsechzig Stämme von ihnen eine der drei bakteriolytischen Wirkungen zeigen und unter den fünfundzwanzig Stämmen ohne bakteriolytische Wirkung sechs Actinomycin bildeten. Bezüglich der drei abbauenden Wirkstoffe, die am- Enthaaren und bzw. oder Beizen der Häute teilnehmen können, wurden unter den gleichen achtundachtzig Stämmen neunundfünfzig gefunden, die den caseinolytischen Stoff, fünfundsiebzig, die den keratinolytischen Stoff, und fünfundsechzig, die den enthaarend wirkenden Stoff abschieden. Drei Stämme schieden keinen der drei letztgenannten Wirkstoffe aus. Unter den beschriebenen Bedingungen entwickelten elf Stämme nur einen und vierunddreißig Stämme zwei der drei Wirkstoffe; vierzig Stämme entwickelten alle drei Stoffe gleichzeitig. Wie aus der unten stehenden Tabelle entnommen werden kann, scheidet der größte Teil der achtundachtzig geprüften Stämme wenigstens einen und sogar zwei oder drei der Wirkstoffe ab, die zum Enthaaren und bzw. oder Beizen der Häute geeignet sind.

Wirkstoff

zwei alle drei

(Casein -h

einer allein Keratin -I- Casein -I- Casein -f- Keratin -f- Summe keinen

enthaarend enthaarend Keratin enthaarend)

Aktivität

caseinolytisch 2 -

' 5 12 40 59

keratinolytisch 6 17 - 12 40 75

enthaarend 3 17 5 - 40 65

11 i 34 40 I 3

- 88

Wenn es auch im allgemeinen möglich ist, die meisten Streptomycesstämme zur Behandlung der Häute vor der Gerbung zu .verwenden, so sollen doch diejenigen ausgewählt werden, welche gleichzeitig ein Maximum an caseinolytischer, keratinolytischer und enthaarender Wirkung aufweisen; diese kann man z: B. durch die nachfolgenden Verfahren ermitteln. -Zur Feststellung der caseinolytischen Wirksamkeit erwärmt man 0,75 ccm des Filtrates der Streptomyceskultur auf 37' C und fügt 0,5 ccm einer ebenfalls auf 37' C erwärmten 0,2molaren K2 H P 04 Lösung und 1,25 ccm einer 0,60/eigen wässerigen Caseinlösung einer Temperatur von 37' C zu. Die Caseinlösung wird dazu durch Lösen in alkalischem Medium und anschließende Neutralisation gewonnen. Nach einer Inkubationszeit von 5 Minuten bei 37' C werden 0,5 ccm der Mischung abgezogen und zu 4,5 ccm einer 1o/oigen Lösung von Trichlöressigsäure zugegeben; anschließend wird 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Durch Bestimmung der Trübung, die der nicht hydrolisierten Menge an Casein proportional ist, erhält man so ein direktes Maß der caseinolytischen Wirksamkeit.

Um die keratinolytische-Wirksamkeit festzustellen, werden zu 1 ccm des auf 37' C erwärmten Filtrates der Streptomyceskultur 4 ccm einer ebenfalls auf 37' C erwärmten wässerigen Suspension von Keratin zugegeben, wobei deren Konzentration so bemessen ist, daß die entstehende Trübung etwa einer absoluten Trübung von 0,142 entspricht. Man bestimmt nun die nach 90 Minuten Inkubationszeit-bei 37' C erfolgte prozentuale Abnahme der Trübung.
Das für diesenVersuch verwendeteKeratin stammte aus Hühnerfedern und wurde gemäß des in J. of. Phys. a. Coll. Chem., 1948, 52, S. 180, beschriebenen Verfahrens hergestellt. -Die caseinolytische und keratinolytische Wirksamkeit der Stämme kann wie folgt klassifiziert werden: Keine Wirksamkeit: = " Abnahme der Trübung weniger als 5 0/0. Mittlere Wirksamkeit: Abnahme der Trübung 5 bis 20 %. Starke Wirksamkeit: Abnahme der Trübung 21 bis 40 %. Sehr starke Wirksamkeit: Abnahme der Trübung mehr als 40 %.
Zur Bestimmung der enthaarenden Wirkung wird -bei Zimmertemperatur 1 ccm des Filtrates der Streptomyceskultur in ein Reagenzrohr-aus dickem Glas, das einen Durchmesser von etwa 12 mm und eine Höhe von 180 mm besitzt, gegeben. Dieses Glasrohr wird mittels eines frischen, aus einer Kalbshaut von 5 bis 6 kg Gewicht ausgeschnittenen Hautstückes verschlossen. Dabei wird die Fleischseite gegen das Innere des Rohres gelegt, die Haut über die Öffnung des Glases gespannt und dann beispielsweise mittels eines Metallringes befestigt. Das Glasrohr wird nun umgedreht und in einem auf 371 C gehaltenen Raum eingehängt. Nach 15 Stunden wird das Ausmaß der Zone abgeschätzt, bei der die Epidermis durch einen einfachen auf die Haare ausgeübten Zug von der Lederhaut abgezogen und hierdurch die Lederhaut ohne Beschädigung bloßgelegt werden kann.

Die enthaarende Wirksamkeit der Stämme kann in folgender Weise klassifiziert werden:

Enthaarung der Hautoberfläche,

Aktivität die mit dem Filtrat der Kultur

in Kontakt steht

Keine ........: keine

Mäßig ......... teilweise

Stark ........ total

Sehr stark ..... total, sich auch noch unter den

Metallring erstreckend

Diejenigen Streptomycesstämme, die sich nach den genannten Verfahren auf Grund der Anzahl und der Stärke ihrer zur Behandlung von Häuten brauchbaren Wirkungen als am geeignetsten erwiesen haben, können in technischem Maßstabe durch Züchtung dieser Streptomyces in einem geeigneten Kulturmedium erhalten werden, z. B. entsprechend dem oben angegebenen Verfahren in Behältern von beispielsweise 100 oder 5001 bei geeigneter Belüftung. Diese kann z. B. bewirkt werden, indem bei einem konstanten Überdruck von etwa 0,5 kg/cm2 ein etwa ein Fünftel des Volumens der Kultur entsprechendes Volumen an Luft pro Minute durchgeleitet wird.

Erfindungsgemäß werden die durch diese Behandlung erhaltenen Filtrate, die den gewünschten Grad an Wirksamkeit erreicht haben und gegebenenfalls durch Einengen unter vermindertem Druck konzentriert sein können, zum gleichzeitigen Enthaaren und Beizen verwendet. Diese bei einem neutralen oder leicht alkalischen pH-Wert durchgeführte Behandlung dauert nur einige Stunden, was nicht nur -einen beträchtlichen Zeitgewinn darstellt, sondern auch-die Gefahr an Kollagenverlusten durch Fäulnis vermindert und die Wiedergewinnung der durch das neue Enthaarungsverfahren erhaltenen Haare in einem industriell verwertbaren Zustand ermöglicht.
Die enthaarende und bzw. oder beizende Wirkung der entsprechenden Filtrate zeigt sich bei allen Sorten von Häuten frischgeschlachteter Tiere sehr deutlich. Es wurden Proben, die von Hals-, Rücken- bzw. Bauch- und Seitenstücken von Häuten von Ziegen, Schafen, Kälbern, Kühen, Bullen oder Pferden stammten, bei 37° mit gegebenenfalls konzentrierten Filtraten von Kulturen des Streptomyces albus G behandelt, z. B. in einem Phosphatpuffer einer Molarität von 1/3o und einem p$ Wert von 8,0 entsprechend den verschiedenen folgenden Verfahrensweisen: 1. Aufstreichen oder Zerstäuben einer aktiven Lösung auf die Fleischseite der Häute; 2. völliges Eintauchen der Häute in eine aktive Lösung; 3. Walken der Häute in einem Bad, das gleiche Gewichtsmengen aktiver Lösung zu Gewichtsmengen zu enthaarender Häute enthält.
Es wurde so festgestellt, daß für eine gegebene Menge aktiven Materials durch das Walkverfahren eine wesentlich schnellere Enthaarung erzielt wird als durch die beiden anderen Maßnahmen. Auf 5 g aktives Produkt pro kg Haut erhält man z. B. bei einer Schafshaut durch einfaches Aufstreichen eine Enthaarung in 39 Stunden und durch Walken in 15 Stunden; weiterhin erfolgt eine Enthaarung einer Färsenhaut durch vollständiges Eintauchen in 29 Stunden und durch Wallten in 9 Stunden. Bei diesen Versuchen war die Enthaarung aller untersuchten Häute vollständig.
Die Geschwindigkeit der Enthaarung ist einerseits von der Natur der behandelten Häute, d. h. der Art und dem Alter der Tiere sowie dem betreffenden Teil der Haut und andererseits von dem angewandten Verfahren, der Menge an verwendeten aktiven Produkten, den Badtemperaturen usw. abhängig und kann entsprechend mehr oder weniger variieren.
Als Häute, bei denen die Enthaarung besonders schnell vonstatten geht, sind Ziegen-, Kälber- oder Färsenhäute zu nennen.
Versuche, bei denen die Häute auf der Fleischseite mit Filtraten von Kulturen von Streptomyces albus G bestrichen wurden, die durch Einengen unter vermindertem Druck auf eine Konzentration von einem Zehntel des ursprünglichen Volumens gebracht worden waren, ergaben, daß durch 5001 etwa 4 t Färsenhäute bei einer Inkubationszeit von 15 Stunden gleichzeitig enthaart und gebeizt wurden. Diese Zahl stellt hierbei nicht das beste Ergebnis dar, das bei anderen Arbeitsbedingungen erhalten werden könnte. Das oben beschriebene gleichzeitige Enthaaren und Beizen im technischen Maßstabe wurde nämlich mit Stämmen des Streptomyces albus G durchgeführt, die speziell im Hinblick auf die Verwendung der bakteriolytischen Wirksamkeit des so erhaltenen Aktinomycetins kultiviert wurden.
Unter den vierzig Stämmen, welche in den oben beschriebenen Versuchen die drei nicht bakteriolytischen Wirkstoffe abschieden, bildeten siebzehn Stämme, die eine ganz besonders starke Wirkung der genannten Wirkstoffe zeigten, kein Aktinomycin. Nur vierzehn dieser siebzehn Stämme schieden ganz oder teilweise den bakteriolytischen Komplex des Actinomycetins ab, während drei weitere Stämme davon sogar völlig frei waren.
Weiterhin schieden unter den sechs Actinomycin bildenden Stämmen fünf einen enthaarend wirkenden Stoff, vier einen keratinolytischen Stoff, drei einen caseinolytischen Stoff ab; nur zwei dieser Stämme schieden die drei aktiven Stoffe gleichzeitig ab. Dieses Fehlen eines Zusammenhanges zwischen den verschiedenen Aktivitäten der Streptomyces zeigt, daß diese auf verschiedenen Wirkstoffen beruhen. Diese konnten übrigens durch Zusammenwirken der bekannten Verfahren zur fraktionierten _4bsorption, Desorption, fraktionierten Extraktion, Dialyse usw. getrennt werden. Gewisse andere als Streptomyces-albus-G-Stämme und sogar von allen antibiotischen Wirkungen freie Stämme können sich daher vom industriellen Standpunkt aus für die Behandlung von Häuten als noch wertvoller erweisen. Mittels der oben beschriebenen Bestimmung der verschiedenartigen Wirksamkeit besitzt der Fachmann die Möglichkeit, innerhalb der zahllosen Streptomycesstämme diejenigen zu suchen und auszuwählen, die sich für die Enthaarung und bzw. oder Beize von Häuten am besten eignen.
Es sind z. B. schon Penicilliumarten zur Behandlung von Leder vorgeschlagen worden; diese Präparate besitzen gegenüber den erfindungsgemäß zu verwendenden Präparaten erhebliche Nachteile. Die mit den bekannten Produkten erhaltenen Ergebnisse sind einerseits nicht gleichmäßig und regelmäßig, da sich die Aktivität dieser Produkte nur sehr schwer im voraus bestimmen läßt. Es besteht somit die Gefahr, daß die zu behandelnden Häute durch eine falsche Konzentrationseinstellung geschädigt werden können. Weiterhin enthalten diese Präparate eine Mischung von Enzymen, die das Kollagen der Haut angreifen können, während die erfindungsgemäß zu verwendenden Produkte von diesen frei sind und sich ihreAktivität leicht kontrollieren bzw. einstellen läßt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Präparate besteht darin, daß die notwendige Behandlungszeit der Häute so kurz ist, daß sich die normalerweise in der zu behandelnden Haut befindlichen Mikroorganismen gar nicht entwickeln oder vermehren können. Das erfindungsgemäße Präparat ist auch so arm an Nährstoffen, daß es eine Entwicklung einer Flora von Mikroorganismen gar nicht erlaubt. Es ist daher nicht notwendig, bei der Verwendung der neuen Präparate während der Behandlung der Häute ein Desinfektionsmittel mit zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verwendung von filtrierten oder nicht filtrierten, gegebenenfalls konzentrierten Kulturen von Streptomycesstämmen zum Enthaaren und bzw. oder Beizen von tierischen Häuten. In Betracht gezogene Druckschriften: »Das Leder«, Bd. 2, 1951, S. 111.