DE1692491B2 - Tierfutterzusatzpräparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tierfutterzusatzpräparat, das einen Trägerstoff mit einer Beladung an lebenden Mikroorganismen aus der erwünschten Darmflora enthält und dazu bestimmt ist, als Zugabe zum Tränkwas- *er oder zu Futtermitteln zur Förderung der normalen !Entwicklung der Tiere verfüttert zu werden.

Die Nützlichkeit der Zugabe von gewissen lebenden Mikroorganismen zum Tierfutter ist dem Fachmann wohlbekannt. So ist z. B. die Verfütterung von Trockenpräparaten aus Kulturen von Bacillus subtilis in Chem. ZbU 1962, S. 13616, 5. Referat, und von Mischpräpara- <en aus KuUuren von Aspergillus oryzae und Kulturen von Bacillus subtilis auf Weizenkleie in GB-PS 9 39 017 beschrieben; als Trägerstoff dient bei diesen Präparaten das mitgetrocknete Nährmedium. In der GB-PS 8 54 918 ist die Herstellung eines Präparates aus Azolobacter beschrieben, das zur Anreicherung sowohl von ßöden, als auch von Tierfutter mit diesem Mikroorganismus dienen soll, und es ist für dieses Präparat angegeben, daß als Trägerstoff Magnesiumcarbonat und ein Absorptionsmittel, insbesondere Aktivkohle, aber auch Knochenmehl, Kaolin, Fullererde, Silicagel nützlich sei.

Es hat sich gezeigt, daß die Verfütterung solcher Präparate nicht regelmäßig zu dem erwünschten Erfolg führt, wenn man nicht durch Gabe sehr erheblicher Mengen an den Präparaten dafür sorgt, daß ein gewisser Schwellenwert überschritten wird; es muß offenbar die Zurückdrängung durch andere bereits im Übermaß vorhandene, oft unerwünschte, Mikroorganismen, die sich durch Selektion an oft ungünstige, durch Antibiotika u. dgl. aus dem Gleichgewicht gebrachte Darmflora angepaßt haben, zunächst überwunden werden, damit ein Dauererfolg erreicht wird.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Tierfutterzusatzpräparat zu schaffen, dessen TrägerstoH eine besonders hohe Beladung mit den lebenden Mikroorganismen ermöglicht und eine zeitweilige SchutHwirkung gegen schädliche Umwelteinflüsse während der Inkubationszeit für eine protrahierte Impfwirkung ausübt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man erfindungsgemäß als Trägerstoff das als Rückstand der Holzverzuckerung gewonnene Lignin einsetzt.

Die Erfindung besteht somit im Gegenstand des Patentanspruchs.

Es ist bekannt, da-.ß bei den verschiedenen Verfahren zur Holzverzuckerting, sei es das Hydrolyse-Verfahren mit konzentrierten Säuren (das sogenannte Bergius- oder Rheinau-Verfahren), oder das Druckperkolations-Verfahren mit verdünnten Säuren (das sogenannte Scholler-Verfahren) nach der Hydrolyse der Zellulose als Rückstand Lignin gewonnen wird. Lignin ist ein hochmolekularer Stoff, der bei der Verholzung von Pflanzen erst gebildet wird, wenn der eigentliche Zellkörner aus Zellulose schon aufgebaut ist. Bei diesem

Vorgang durchwächst das Lignin das Zellulosegerüst in einer Feinheit, die unter der Größenordnung der Lichtwellenlänge liegt. Das Herauslösen der Zellulose und der übrigen Kohlenhydrate, wie es bei der Holzverzukkerung geschieht, hinterläßt das äußerst feine, schwammartige Ligningerüst, das besonders bei der Durchführung der Holzverzuckerung im Perkolationsverfahren noch alle Hohlräume, die vorher mit Zellulose ausgefüllt waren, enthält. Es ist bekannt, daß dieses System infolge der großen inneren Oberfläche eine starke Absorptionswirkung auszuüben vermog.

Von dieser Eigenschaft hat man bereits vielfach Gebrauch gemacht. So beschreibt z. B. das deutsche Patent 8 66 488 ein Verfahren zur Herstellung von Düngemitteln, bei dem Lignin als Träger für dem Düngemittel beizumischende Spurenelemente dient. Eine weitere sehr wichtige Anwendung hat diese Eigenschaft bei dem bereits seit mehreren Jahrzehnten in der medizinischen Praxis bewährten Antidiarrhoicum gefunden. In dem Prospekt über dieses Arzneimittel ist über Versuche mit Hilfe der fluoreszenzmikroskopischen Bakterienzählungsmethode berichtet, aus denen sich die Fähigkeit des aus Lignin bestehenden Präparates ergibt, in einer Aufschwemmung befindliche Bakterien vom Typ Colicommune nahezu vollständig zu absorbieren. 1 Gramm des Präparats, in 5%iger Suspension angewendet, bindet etwa 5 Millionen lebende Coli-Keime.

Das in der deutschen Patentschrift 6 40 775 beschriebene grundlegende Schollersche Percolationsverfahren für die Holzverzuckerung mit verdünnten Säuren konnte im Laufe der Jahre wesentlich verbessert werden. Eine gute Übersicht über die Entwicklung dieses und auch der anderen Holzverzuckerungsverfahren erhält man aus dem Aufsatz von H. S c h ο 11 e r »Die Holzverzuckerung« im Band 3 des Sammelwerkes »Chemische Technologie«, 1951, Carl Hanser Verlag, München.

Bei der weiteren Entwicklung des Schollerschen Percolationsverfahrens wurde vor allem durch eine schonende Durchführung der Hydrolyse in mehreren aufeinanderfolgenden Schüben die bei dem ursprünglichen Verfahren nicht zu vermeidende Zersetzung der entstandenen Zucker weitgehend ausgeschaltet. Hierzu werden in einer ersten, bei verhältnismäßig hohen Temperaturen und Säurekonzentrationen durchgeführten Reaktionsstufe die dabei entstandenen wasserlöslichen Kohlenhydrate verhältnismäßig schnell abgelassen und in mehreren nachfolgenden Waschschüben ausgewaschen, wobei nur die ersten, zuckerreichen Laugen einer Weiterverarbeitung auf Zucker zugeführt und die nachfolgenden, unter milderen Bedingungen gewonnenen und demzufolge zuckerärmeren Waschlaugen aus den nachfolgenden Schüben jeweils aufgehoben und bei der nächsten Perkolation für die jeweils vorangehenden Schübe verwendet werden. Es konnte festgestellt werden, daß nicht nur eine wesentliche Verbesserung der Ausbeute und Reinheit der gewonnenen Zuckersubstanzen erreichbar ist, sondern daß aucii das als Rückstand erhaltene Lignin in seiner Absorptionskraft um etwa 50% gesteigert ist. Die Ursache liegt wahrscheinlich darin, daß das Ligningerüst weitgehend frei von inkrustierten Zuckerzersetzungsprodukten ist; dies zeigt sich auch darin, daß der bittere Geschmack der nach dem früheren Verfahren gewonnenen Ligninsubstanzen nicht mehr festzustellen ist.

Die Erhöhung des Adsorptionsvermögens betrifft nicht nur organische Substanzen, wie Methylenblau als Testsubstanz oder Kationen, sondern es konnte auch eine entsprechende Erhöhung des Festhaltevermögens

für Mikroorganismen festgestellt werden.

In einer diese Verbesserungen betreffenden deutschen Patentanmeldung aus dem Jahre 1964 ist auch bereits vorgeschlagen worden, dieses in seiner Reinheit verbesserte Lignin als Tierfutterbestandteil zu verwerten. Grundlegend bei diesem Vorschlag war der Gedanke, daß die gleichartige Wirkung, wie sie das bekannte Antidiarrhoicum ausübt, nämlich die Befreiung des Darmtrakts von schädlichen Mikroorganismen, auch für die gesunde Entwicklung von Tieren nützlich sein könne. Weiterhin war daran gedacht, das Lignin als unschädlichen Träger für Futterzusatzmittel, beispielsweise aus der Holzverzuckerung anfallende sirupartige Nebenprodukte, aber auch andere Abfallprodukte, wie Magermilch und Molko, für die Torfütterung auswertbar zu machen. Man hatte auch daran gedacht, das Lignin als Trägerstoff für die gleichzeitige Zuführung von Wirkstoffen, wie Vitamine und Antibiotika auszunutzen; grundsätzlich herrschte aber immer der Gedanke vor, daß diese hochadsorptiven Ligninsubstanzen nur als Mittel zur Beseitigung von Mikroorganismen aus ihrer jeweiligen Umgebung dienen könne, wozu auch die Beigabe von Antibiotika dient.

Es ist aber bekannt, daß gerade durch die immer stärker verbreitete Benutzung von Antibiotika und durch die chemische Beeinflussung aller Lebensvorgänge durch den Menschen eine tiefgreifende und besorgniserregende Störung des Gleichgewichtes auch im Auftreten der Mikroorganismen im Haushalt der Natur eingetreten ist. Dies führt zu der Gefahr, daß einzelne Mikroorganismen, die sich an die schädlichen F.inflüsse der Chemikalien besser gewöhnt haben, plötzlich derart Überhand nehmen, daß sie eine akute Gefahr darstellen.

Durch die Erfindung wurde nun ein Mittel geschaffen, mit dem das natürliche Auftreten der Mikroorganismen in einer sich im Gleichgewicht haltenden erwünschten Zusammensetzung stabilisiert und, wenn nötig, wiederhergestellt werden kann.

Es konnte nämlich gefunden werden, daß das Lignin überraschenderweise nicht nur zum Beseitigen, sondern ganz hervorragend gut als Trägerstoff für die Einführung von lebenden Mikroorganismen in den Darmtrakt geeignet ist. Dabei ist es nicht geklärt, ob diese unvermutete Wirkung darauf beruht, daß sich ein Gleichgewicht zwischen der Festhaltung und der Ablösung der Mikroorganismen etwa durch Verdrängung durch andere Mikroorganismen ausbildet, wie es bei der Absorption und Elution von chemischen Substanzen an absorbierenden Oberflächen der Fall ist, oder ob die aufgebrachten Mikroben auf den inneren Oberflächen des Ligningerüstes als Trägerflächen verbleiben und dort ihre erwünschte Funktion ausüben, sei es, daß ihnen das Ligningerüst eine günstige Lebensumgebung und Schutzumhüllung bietet, in der die normalen Stoff-Wechselvorgänge unter günstigen Lebensbedingungen weiterlaufen oder sei es, daß das Ligningerüst nur als Reservoir für eine Aufbewahrung und Ruhigstellung dient, aus dem jeweils Keime für die Neubeimpfung der Umgebung entstammen können.

Das zu verwendende Lignin kann aus den verschiedenen Holzverzuckerungsverfahren stammen; es ist aber zweckmäßig, dieses Lignin vor der Beladung mit den Mikroorganismen nach Möglichkeit von löslichen organischen Inhaltsstoffen und anorganischen Säureresten sowie von Natriumionen zu befreien. Dazu wird es am besten unmittelbar auf die Holzverzuckerung folgend ohne vorherige Trocknung durch gründliche Wäsche mit Wasser und mit wäßrigen Lösungen von Magnesiumchlorid oder Magnesiumphosphat bei basischer Wasserstoffionenkonzentration vorbehandelt und in noch feuchtem Zustand zu einer Paste vermählen.

In günstiger Weise verwendet man ein Lignin, das durch Verzuckerung im Druckperkolationsverfahren gemäß dem sogenannten Schollerverfahren mit verdünnten Säuren aus dem verholzten Pflanzenmaterial gewonnen worden ist, und zwar insbesondere aus einem verbesserten Verfahren, bei dem die Hydrolyse in mehreren aufeinanderfolgenden Schüben erfolgt, wobei nur die zuckerreichen Waschlaugen der ersten Perkolationsschübe auf Zucker weiterverarbeitet, jedoch die weiteren zuckerärmeren Waschlaugen aus den nachfolgenden unter milderen Konzentrations- und Temperaturbedingungen durchgeführten Schüben jeweils aufgehoben und bei der Hydrolyse der nächsten Charge für die jeweils vorangehenden Schübe verwendet werden. Bei diesem neuen Anwendungsgebiet des Lignins als Träger für lebende Mikroorganismen hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, daß die Ligninrückstande aus diesem Verfahren besonders leicht von den letzten noch anhaftenden Kohlenhydraten zu befreien sind und einen noch ungestörten Aufbau des ursprünglichen Ligningerüstes besitzen. Um diese Struktur nicht zu zerstören, ist es auch bei Lignin dieser Herkunft zweckmäßig, die Ligninrückstände unmittelbar nach der Hydrolyse mit der bereits erwähnten gründlichen Wäsche zwecks Verdrängung unerwünschter Begleitstoffe vorzubehandeln und in noch feuchtem Zustand zu einer Paste zu vermählen. Derartige Präparate erweisen sich als besonders bakterienfreundlich. Wesentlich ist die Beseitigung von Natriumionen und von Sulfationen. Am günstigsten soll die herzustellende Paste aus einem Teil Lignin-Trockensubstanz und vier Teilen Flüssigkeit bestehen.

Die so präparierten Lignin-Pasten können dann mit den gewünschten Mikroorganismen durch eine Einarbeitung von Aufschwemmungen dieser Mikroorganismen angereichert werden. Anschließend kann, je nach der gewünschten Form des erfindungsgemäßen Präparates noch eine Trocknung bzw. Granulierung erfolgen, wobei darauf zu achten ist, daß der Trocknungsgrad für die Mikroorganismen unschädlich bleibt. Der Flüssigkeitsgehall liegt am besten bei 20 bis 25%.

Besonders günstige Ergebnisse findet man bei der Anreicherung der erfindungsgemäßen Präparate mit Bazillus subtilis.

Zusätzlich können auch weitere erwünschte Mikroorganismen, sei es einzeln oder im Gemisch zugesetzt werden. Hierfür kommen in Frage: E.-Coli, Milchsäurebaktericn, Chloslridien und andere erwünschte Pilze.

Claims (1)

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Patentanspruch:

Tierfutterzusatzpräparat, enthaltend einen Trägersioff mit einer Beladung an lebenden Mikroorganismen aus der erwünschten Darmflora, dadurch gekennzeichnet, daß es als Trägerstoff das als Rückstand der Holzverzuckerung gewonnene Lignin enthält

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