DE2338403C3

DE2338403C3 - Feste Milchersatzmischungen

Info

Publication number: DE2338403C3
Application number: DE2338403A
Authority: DE
Inventors: Bernard Maurice London Laine; Alyn Newton Brightons Falkirk Schottland Roberts
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1973-07-28
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DE2338403B2; IT1000039B; NL7310564A; FR2196126B2; JPS4950156A; SU668571A3; IE38450L; FR2196126A2; IE38450B1; ES417768A1; DE2338403A1

Description

Die Erfindung betrifft eine feste Milchersatzmischung, die das getrocknete Mikroorganismenprodukt aus einem großtechnischen Fermentationsprozeß für die Erzeugung von Mikroorganismen enthält

Feste Milchersatzmassen und daraus hergestellte und ergänzte wäßrige Futtermittel sind bekannt Die wäßrigen Futtermittel werden als Ersatz für Milch bei der Aufzucht von Kälbern und anderen jungen Säugetieren, z. B. Schafen und Ziegen, verwendet Ein typischer fester Milchersatz für Kälber enthält einen größeren Anteil Trockenmilch als Hauptproteinquelle zusammen mit geringerem Anteil Trockenmolke, Fetten, Mineralsalzen, z. B. Calciumsalzen, Vitaminen und Aminosäuren, insbesondere Methionin. Da3 Trokkenmilchprotein in diesen Futtermitteln kann teilweise oder ganz durch Sojabohnenmehl, Fischmehl oder Fischautolysat ersetzt werden. Weder Fisch noch Sojaprotein waren jedoch völlig erfolgreich. Insbesondere scheinen Wesentliche Sojamengen im Futter die Wäehstumsgesehwindigkeit vcn Kälbern zu verringern, während die Schwankungen des Eisengehalts im Fischmehl Schwierigkeiten in der Einstellung der Farbe des erzeugten Fleisches verursachen. Dies ist besonders wichtig Lei der Erzeugung von Kalbfleisch. Fischautolysat hat neben unterschiedlicher bakteriologischer Qualität einen unangenehmen Geruch.

wurde eine neue Proteinquelle für die Verwendung eis Futtermittel ersohjQssenr Dieses Protein ist das MikroprganismHsprodukt eines Fermentationsprazesses, Dieses MikroorganisinHsprodHkt be-

steht gewöhnlich aus einzelligen Mikroorganismen, z, B, einer Hefe oder einem Bakterrumr Hinweise auf solche Vorschläge finden sich beispielsweise in der DT-OS 2160 478 und in »Nachr.ChemrTechiv«, 21,1973,114.

Großtechnische Fermentationsverfahren zur Massenproduktion von Mikroorganismen sind bekannt Bei diesen Verfahren werden Kohlenwasserstoffe oder sauerstoffhaltige Kohlenstoffverbindungen, z.B. Kohlenhydrate, als Kohlenstoffquelle für den Mikroorganismus verwendet Diese Verfahren bestehen gewöhnlich aus den Stufen der Kultivierung eines Mikroorganismus, z. B. einer Hefe oder eines Bakteriums, in Gegenwart einer Kohlenstoffquelle, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases. Die hierbei erzeugten Mikroorganismen werden da in aus der Gärmaische abgetrennt und getrocknet.

Bisher wurde nur ein sehr geringer Teil des in festen Milchersatzmassen vorhandenen Proteins durch diese Art von Mikroorganismusprodukt ersetzt Dies scheint auf ernste Schwierigkeiten in der Verwertung des Futtermittels, das das Mikroorganismusprodukt enthält, durch das Tier zurückzuführen zu sein. Insbesondere werden der Geschmack, die Verdaulichkeit und die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Sedimentationsund Flockungsgeschwindigkeiten, nachteilig beeinflußt

jo Nach den Erfahrungen der Anmelderin treten diese Schwierigkeiten auf, wenn Mengen über etwa 5 Gew.-% des Mikroorganismusprodukts im Futtermittel vorhanden sind.

Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Menge

is des in festen Milchersatzmassen vorhandenen Milchproteins durch ein pulverförmiges getrocknetes Mikroorganismusprodukt ohne offensichtliche nachteilige Wirkungen auf die Wachstumsgeschwindigkeit der Tiere, die mit den aus den Massen hergestellten

■ίο wäßrigen Futtermitteln gefüttert werden, ersetzt werden kann. Ferner wurde gefunden, daß feste Milchersatzmassen, die diese Pulver des Mikroorganismusprodukts enthalten, durch sorgfältige Einstellung der Teilchengröße des Pulvers weiter verbessert werden können.

Gegenstand der Erfindung ist eine feste Milchersatzmischung, die das getrocknete Mikroorganismenprodukt aus einem großtechnischen Fermentationsprozeß für die Erzeugung von Mikroorganismen enthält, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie 5 bis 30 Gew.-% des Mikroorganismenprodukts in Form eWies Pulvers enthält, welches eine maximale mittlere Teilchengröße von 70 μ hat und wenigstens 90% der Teilchen eine Größe von weniger als 100 μ aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 genannt.

Die Verwendung einer Pulverform des Mikroorganismusprodukts in Milchersatzmassen verbessert die Verdaulichkeit und die physikalischen Eigenschaften,

M) z. B. die Sedimentations· und Flockungsgeschwindigkeiten der Masse.

Die Pulverform des Mikroörganismusprodukts beliebiger großtechnischer Fermentalionsverfahren für die Erzeugung von Mikroorganismen, die dabei im Futter-

b> mittel eingesetzt werden soll, ist in den Patentansprüchen definiert. Das Produkt der in neuerer Zeit entwickelten Fermentationsverfahren unter Verwendung eines Kohlenwasserstoffs als Kohlenstoffsubstrat

far den Mikroorganismus ist besonders gut geeignet, da es eine neue Proteinquelle in einer Welt erschließt, in der die traditionellen Proteinquellen ungenügend werden, Um den steigenden Bedarf m decken.

Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich Suspendie- > rungseigenscbaften und Verdaulichkeit werden erhalten, wenn man pulverformige Mikroorganismenprodukte verwendet, die nach einem der folgenden Verfahren hergestelltworden sind;

in

a) Eine Gärbrühefraktion, die den Mikroorganismus enthält, wird beispielsweise durch Sprühtrocknung, Entspannungstrocknung oder in der Wirbelschicht getrocknet, wobei ein Mikroorganismusprodukt in Form eines Pulvers erhalten wird. π

b) Eine den Mikroorganismus enthaltende Gärbrühefraktion, die einen pH-Wert von etwa 4,0 bis 5,0, am besten von etwa 4,5 hat, wird beispielsweise durch Sprühtrocknung, Entspannungstrocknung oder in der Wirbelschicht getrocknet, wobei ein Mikroor- 2ei ganismenprodukt in Form eines Pulvers erhalten wird Wenn notwendig kann der erforderliche pH-Wert der Gärbrühefraktion mit einer Säure,

z. B. Schwefelsäure oder Phosphorsäure, eingestellt werden. Am günstigsten sollte der Feststoffgehalt 2 > der Gärbrühefraktion im Bereich von 12 bis 25 Gew.-% liegen. Der Feststoffgehalt der Gärbrühefraktion kann durch ein PhasentKennverfahren am besten ohne Erhitzen, z. B. durch Zentrifugieren, erhöht werden.

c) Eine den Mikroorganismus enthaltende Gärbrühefraktion wird unter solchen Temperatur- und Druckbedingungen, daß Wasser durch Verdampfung daraus entfernt wird, z. £5. auf e<* & Temperatur im Bereich von 60 bis 100⁰C unter einem Druck im r> Bereich von 0,1 bis 1,0 atm erhi'it, daß ein Feststoffgehalt im Bereich von etwa - 18 bis 25 Gew.-% erhalten wird, worauf, falls erforderlich, die konzentrierte Gärbrühe auf einen pH-Wert im Bereich von 6,0 bis 83, am besten 7,5 bis 8,0, 4<i beispielsweise durch Zusatz von Ammoniak oder einem wasserlöslichen Salz eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, z. B. Natrium- oder Kaliumhydroxyd, eingestellt und das Produkt dann nach der Methode a) zu einem Pulver getrocknet wird. + >

Wenn die Gärbrühefraktion restlichen Kohlenwasserstoff enthält, wie dies beispielsweise bei Gärbrühefraktionen der Fall ist, die durch Kultivierung eines Mikroorganismus unter Verwendung eines Kohlenwas- w serstoffs als Kohlenstoffque|le erhallten worden sind, kann der restliche Kohlenwasserstoff aus dem pulverförmigen Mikroorganismusprodukt durch Extraktion des getrockneten Pulvers mit einem Lösungsmittel zur Entfernung des restlichen Kohlenwasserstoffs und von v> Lipiden und anschließende Trocknung des lösungsmittelextrahierten Pulvers entfernt werden. Die Lösungsmittelextraktion kann nach bekannten Verfahren, z. B. durch Waschen mit einem Lösungsmittel, durchgeführt werden. Als Lösungsmittel eignen sich Alkohole, z. B. w> Isopropanol, Ketone, z. B. Aceton, und leichte Kohlenwasserstofffraktionen.

Die besten Methoden zur Verringerung der Teilchengröße des bei den vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltenen getrockneten Pulvers auf den erforderlichen r> Wert erfordern die Einwirkung von Scherkräften. Methoden, denen ein Aufprall zugrunde liegt, z. B. das Mahlen mit Kugelmühlen, sind nicht befriedigend, da sie die Pichte der Teilchen zu steigern pflegen. Eine Erhöhung der Pichte ist unerwünscht, da hierdurch die Sedimentationsgeschwindigkeit nachteilig beeinflußt wird, Besonders geeignet ist das »Blasmahlen« unter Verwendung von Luft oder überhitztem Pampf, Mechanische Vorrichtungen, z, B, mechanische Mühlen, UltraschallmöWen oder Strahlmflhlen oder andere Mühlen außer Kugelmühlen können verwendet werden. Geeignet ist auch eine Klassierung^ beispielsweise durch Sieben, wenn das getrocknete Pulver Teilchen der einzusetzenden Größe enthält.

Ein Pulver mit der maximalen mittleren Teilchengröße von 40 μ, wobei nicht mehr als 5% der Teilchen eine Größe von mehr als 40 |i haben, insbesondere eine Teilchengröße im Bereich von 20 bis 25 μ, ist besonders gut geeignet, wenn das oben beschriebene Verfahren b) oder c)ln der Anfangsphase der Herstellung des Pulvers angewendet wird.

Der Eisengehalt des pulverförmigen Mikroorganismusprodukts kann geregelt werden, indem die Eisenmenge, die bei dem zur Erzeugung des Mikroorganismus angewendeten Fermentationsverfahren vorhanden ist, in geeigneter Weise eingestellt wird. Es ist möglich, ein Pulver mit einem Eisengehalt von weniger als 200 Gew-Teilen pro Million Gewichtsteile zu erhalten. Besonders geeignet ist ein Eisengehalt von weniger als 150 ppm.

Wenn ein hellfarbiges Fleisch, z.B. Kalbfleisch, erzeugt werden soll, ist die Menge an verfügbarem Eisen im Futtermittel besonders wichtig. Das im wäßrigen Futtermittel vorhandene verfügbare Eisen kann eingestellt werden, indem die Menge, die in dem zur Bildung der Milchersatzmasse verwendeten pulverförmigen Mikroorganismusprodukt vorhanden ist, begrenzt und/oder ein Chelatbildner als Bestandteil der Masse verwendet wird.

Düe Suspensionseigenschaften der erfindungsgemäßen festen Milchersatzmischung können selbstverständlich durch die Anwesenheit von zugesetztem Fett im Pulver weiter verbessert werden. Das »gefettete« Pulver kann durch Mischen des Pulvers mH<einem Fett vor dem Zusatz des »gefetteten« Pulvers zur Milchersatzmasse hergestellt werden. Die Vermischung kann beispielsweise erfolgen, indem das Pulver in das versprühte Fett eingeführt wird. Es ist auch möglich, das Pulver mit dem Fett in Gegenwart von Wasser zu mischen und das Gemisch zu zerstäuben.

Das »gefettete« Pulver kann hergestellt werden, indem das Fett in Wasser oder eine den Mikrciorganismus enthaltende Gärbrühefraktion gegeben und anschließend das Pulver nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren a), b) oder c) gebildet wird. Zweckmäßig beträgt der auf das Trockengewicht des Mikroorganismus in der Gärbrühefraktion oder im wäßrigen Gemisch bezogene Gewichtsanteil des Fetts 0,1 bis 4,0%, am besten etwa 2%. Beliebige Fette, die üblicherweise in »Milchersatzmassen« verwendet werden, eignen sich zum »Fetten« des Mikroorganismus. Als Beispiele geeigneter Fette sind Talg, Schmalz, Maisöl, Kokosnußöl, Palmöl, Palmkernol, Sojabohnenöl und Butterfett zu nennen.

Die Nahrhaftigkeit des pulverförmigen Mikroorga· nismusprodukts kann durch Anwesenheit eines zusätzlichen Nährstoffs, z. B. eines Proteins und/oder eines Kohlenhydrats, verbessert werden. Das zugesetzte Protein kann ein löslicher Extrakt eines Mikroorganismenproteins oder ein Milcheiweiß, z. B. Molkeeiweiß, sein. Als Kohlenhydrate eignen sich beispielsweise

Stärke, insbesondere Kartoffelstärke, Stärkederivate, Molke, l-,sQtose, Glucose, Weizenmehl, Kassavamehl, Dextrose, Saccharose und Glucose, Diese zusätzlichen Nährstoffe können dem pulverförmigen Mikroorganismusprodukt nach beliebigen Verfahren zugesetzt ι werden, die vorstehend im Zusammenhang mit der Herstellung eines »gefetteten« Pulvers beschrieben wurden.

Die Milchersatzmischungen können unter Verwendung des pulverförmigen getrockneten Mikroorganis- ι ο musprodukte als Komponente nach beliebigen Verfahren hergestellt werden, die für die Formulierung von festen Milchersatzmischungen bekannt sind. Die Pulverform des Produkts erleichtert seine Einarbeitung und Verteilung in der Milchersatzmischung. Das Mischen kann beispielsweise in Pfleiderer-Mischern oder Trommelmischern vorgenommen werden.

Am besten enthält die Milchersatzmischung bis zu 15 Gew.-% des Mikroorganismuspulvers.

Die Suspendierungseigenschaften der Milchersatzmischung können selbstverständlich durch Anwesenheit eines Suspendiermittel verbessert werden. Geeignet sind Suspendiermittel die allgemein in der Futtermittelindustrie verwendet werden. Als Beispiele geeigneter suspendiermittel sind Alginate, Cellulose, Pektin, natürliehe Gummis, z. B. Guargum, Johannesbrotgum, Traganthgummi und die Carrageenane und/oder Derivate dieser Gummis zu nennen. Das Suspendiermittel kann in der Mischung in Mengen bis zu 2 Gew.-% vorhanden sein. jo

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert

Tabelle 1

Ergebnisse des 81-Tage-Fatterungsversu.Phs

Futter mit
«ngemahlenem
Pulver

Beispiel 1

35

Ein lösungsmittelextrahiertes getrocknetes Hefeprodukt in Form eines Pulvers, das eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μ hatte und aus einem Fermentationsverfahren unter Verwendung eines Gas-Öls als Kohlenstoffquelle erhalten worden war, wurde in zwei Proben geteilt Eine Probe wurde so gemahlen, daß die mittlere Teilchengröße weniger als 70 μ und die maximale Teilchengröße 100 μ betrug. Die andere Probe wurde nicht gemahlen. Jede Probe wurde zur Herstellung eines Futtermittels der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Futter mit/ gemahlenem
Pulver

52 Gew.*% getrocknete Molke

20 Gew.-% Talg 3 Gew.'% Mineralstoff/Vitamin
25 Gew,-% Hefepulv*3r,

Die Mischungen wurden dann zu wäßrigem Futter verarbeitet, das 100 bis 200 g Mischung/Liter Wasser enthielt Solange die Tiere jung waren, wurde das Futter mit der höchsten Konzentration der Mischung, nämlich 200 g/Liter, zubereitet. Die Menge wurde anschließend, während die Kälber älter wurden, allmählich auf die Konzentration von 100 g/l verringert Das Futter, das das gemahlene Pulver enthielt, wurde zwei Kälbern gegeben, und mit dem Futter, das das ungemahlene Pulver enthielt, wurden zwei weitere Kälber gefüttert. Das Futter, das das ungemahlene Pulver enthielt, wurde gerührt, um zu verhindern, daß die Hefe sich absetzte. Der Versuch wurde 81 Tage durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 genannt.

Durchschnittliche tägliche 842 1025

Gewichtszunahme, g

Futterumwandlung 1,74 1,6t

Stickstoffverdaubarkeit, % 84,6 87,1

Dieses Beispiel veranschaulicht, daß mit dem Futter, das das gemahlene Pulver enthielt, bessere Ergebnisse als mit dem das ungemahlene Pulver enthaltenden Futter erhalten wurden, obwohl das letztere gerührt wurde, um das Absetzen des Proteinmaterials zu verhindern. Die das ungemahlene Pulver enthaltende Milchersatzmischung war jedoch annehmbar.

Beispiel 2

Ein Fütterungsversuch wurde an Kälbern mit einem wäßrigen Futter durchgeführt, das aus einer Milchersatzmischung hergestellt war, in der 20Gew.-Teile Trockenmilch durch ein Hefepulver eretzt waren, das unter Verwendung eines Gasöls als Kohlenstoffquelle erzeugt und mit einem Lösungsmittel extrahiert worden war und eine mittlere Teilchengröße von weniger als 50 μ hatte, wobei wenigstens 98% der Teilchen eine Größe von weniger als 100 μ hattea

Wäßrige Futtermittel wurden hergestellt, indem die das Hefepulver enthaltende Mischung mit der in Tabelle 2 genannten Zusammensetzung in der in Beispiel 1 genannten Konzentration zu Wasser gegeben wurde. Das wäßrige Futtermittel wurde täglich an 10 friesische Kälber, die ein Alter von 3 Wochen hatten, verfüttert. Der Versuch wurde 18,5 Wochen durchgeführt, worauf die Kälber geschlachtet wurden.

Zum Vergleich wurden wäßrige Futtermittel aus einer als Vergleichsprodukt dienenden festen Milchersatzmischung hergestellt deren Zusammensetzung ebenfalls in Tabelle 2 genannt ist Die Konzentrationen des Feststoffs in der Flüssigkeit waren die gleichen wie bei den Testfuttermitteln. Auch hier wurde das Futtermittel täglich an 10 friesische Kälber, die 3 Wochen alt waren und nach 18,5 Wochen geschlachtet wurden, verfüttert

Tabelle 2 Ausgangsmaterial

Magermilchpujver

Hefepulver

Getrocknete Molke

Dextrose

Lactose

Mineralstoff/Vitamin-Gemisch

Die Vergleichsgruppe und die Versuchsgruppe erhielten die gleiche tägliche Futtermenge. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 genannt

Milch	Milch
ersatz	ersatz
ohne Hefe	mit Hefe
(Gew.-	(Gew.-
Teile)	Teile)
65	45
0	to
14	14
19,5	194
0	6
0	4
14	1,5

Tabelle 3

Milch- Milch

ersatz ersatz

ohne Hefe mit Hefe

Mittlere tägliche 1205 1161

Lebendgewichtzunahme, g
Futterumwandlung, 1,54 1,57

0 bis 15,5 Wochen

Diese Ergebnisse zeigen, daß bei Verwendung eines Hefepulvers mit einer Teilchengröße im bevorzugten Bereich als Ersatz für einen Teil des Trockenmilchproteins in wäßrigen Futtermitteln bei Kälbern ebenso gute Ergebnisse wie mit einem wäßrigen Futtermittel, das aus einer bekannten Milchersatzmischung hergestellt worden ist, erhalten werden.

Beispiel 3

Bei einem Fütterungsversuch mit Kälbern wurden wäßrige Futtermittel verwendet, die aus festen Milchersatzmischungen, in denen das gesamte Protein der Trockenmilchkomponente durch ein lösungsmittelextrahiertes Hefepulver aus einem unter Verwendung von Gasöl durchgeführten Fermentationsverfahren ersetzt wurde. Das Hefepulver hatte eine mittlere Teilchengröße von weniger als 50 μ, wobei wenigstens 98% der Teilchen eine Größe von weniger als 100 μ hatten.

Wäßrige Futtermittel wurden hergestellt, indem das Testprodukt, das das Hefepulver enthielt und die in Tabelle 4 genannte Zusammensetzung hatte, in den gleichen Konzentrationen wie in den in Beispiel 1 beschriebenen Futtermitteln zu Wasser gegeben wurde. Das wäßrige Futtermittel wurde an 12 Kälber 84 Tage verfüttert.

Zum Vergleich wurden wäßrige Futtermittel hergestellt, indem die Vergleichs-Milchersatzmischung der in Tabelle 4 genannten Zusammensetzung mit Wasser angerührt wurde. Das Futtermittel hatte die gleiche Konzentration wie das Testprodukt und wurde ebenfalls täglich an 12 Kälber während'der gleichen Zeit wie das Testprodukt verfüttert.

ίο Tabelle 4

Ausgangsmaterial	Milch	Milch
	ersatz	ersatz
	ohne Hefe	mit Hefe
	pulver	pulver
	(Gew.-	(Gew.-
	Teile)	Teile)
Magermilchpulver	30	0
t-lpfonnlvpr ■ ■-■ -ι —	0	?8
Rückgefettetes	63	0
Magermilchpulver (35% Fett)
Rückgefettete getrocknete	0	63
Magermilchmolke (35% Fett)
Getrocknete Magermilchmolke	0	4,6
Mineralstoff/Vitamin-Gemisch	1,0	1,0
Methionin	0	0,6
NaCl	0	0,5
CaCCb	0	1,7
Calciumchlorophyllinat	0	0,6
Lactose	6	0

Die Vergleichstiere und die Versuchstiere erhielten π die gleiche tägliche Futtermittelmenge. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 genannt.

Tabelle 5

Vergleichs	Milch
produkt	ersatz mit
	Hefe-
	pulver

Mittlere tägliche 947 959

Lebendgewichtzunahme, g
Futterumwandlung 1,76 1,83

Diese Ergebnisse zeigen, daß mit einem Futtermittel, in dem das Trockenmilchprotein durch das Protein eines Hefepulvers mit einer bevorzugten Teilchengröße ersetzt worden ist, ebenso gute Ergebnisse wie mit einem wäßrigen Futtermittel für Kälber, das aus einem bekannten Milchersatztyp hergestellt worden ist, erhalten werden.

Beispiel 4

Mit Kälbern wurde ein Fütterungsversuch mit wäßrigen Futtermitteln durchgeführt, die aus einer festen Milchersatzmischung hergestellt waren, in der ein gemahlenes, lösungsmittelextrahiertes Hefepulver aus einem unter Verwendung eines Gasöls durchgeführten Fermentationsverfahren als Ersatz für etwa 5 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% der Trockenmilchkomponente der Mischung verwendet wurde. Das Hefepulver hatte eine

mittlere Teilchengröße von weniger als 50 μ, wobei wenigstens 98% der Teilchen eine Größe von weniger als 100 μ hatten.

Wäßrige Futtermittel wurden durch Zugabe der das Hefepulver enthaltenden festen Mischungen mit der in

Tabelle 6 genannten Zusammensetzung zu Wasser in

den in Tabelle 1 genannten Konzentrationen hergestellt

Die wäßrigen Futtermittel wurden täglich an 10 Kälber

für eine Dauer von 80 Tagen verfüttert

Zum Vergleich wurden wäßrige Futtermittel herge-

stellt, die einen üblichen »Milchersatz« der in Tabelle 6 genannten Zusammensetzung in den gleichen Konzentrationen enthielten. Die Futtermittel wurden täglich an 10 Kälber während der gleichen Zeit verfüttert

Tabelle 6 Ausgangsmaterialien Vergleichs-Milchersatz Milchersatz

mit 5% Hefepulver

(Gew.-Teile) (Gew.-Teile)

Milchersatz mit 10% Hefepulver

(Gew.-Teile)

Hefepulver
Magermilchpulver
Rückgc'-ettete Magermilch
Getrocknete Magermilchmolke
Weizenmehl
Stärke

Vormischung aus Mineralstoffen,
Vitaminen und Antibiotika

0 33

55 5 4 1 2

Die Vergleichsgruppe und die Versuchsgruppe Ergebnisse sind in Tabelle 7 genannt.

Tabelle 7

erhielten die

5	10
22	11
55	55
11	17
4	4
1	1
2	2
de tägliche	Futtermittelmenge.

Vergleichs-Milchersatz

Futtermittel mit 5 Gew.-I Hefepulver

Futtermittel 10 Gew.-% Hefepulver

Mittlere tägliche Lebendgewichtzunahme, g
Futterumwandlung

1105
1,48

1079 1,53

Diese Ergebnisse zeigen, daß mit den wäßrigen Futtermitteln aus den festen Mischungen, die 5 bis 10 Gew.-% Hefepulver gemäß der Erfindung als Ersatz für die Trockenmilchkomponente enthielten, ähnliche Ergebnisse wie mit einem wäßrigen Futtermittel, das aus einen- bekannten Milchersatztyp hergestellt worden war, erhalten werden.

r> Beispiel 5

a) Herstellung eines Mikroorganismusprodukts
in Form eines Pulvers und Herstellung einer festen
Milchersatzmischung unter Verwendung des Pulvers ad

Ein Kohlenwasserstoff verwertender Stamm der Hefe Candida lipolytica wurde in Gegenwart einer im Gasölbereich siedenden Erdölfraktion, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden 4-; Gases kontinuierlich kultiviert. Eine Fraktion der Fermentationsbrühe wurde so zentrifugiert, daß eine Hefecreme mit einem Feststoffgehalt von 15,5 Gew.-.% erhalten wurde. Der pH-Wert der Hefecreme wurde mit Schwefelsäure (50 Gew.-%) auf 4,5 eingestellt, worauf ->o die Creme in einen Sprühtrockner, der eine Austrittstemperatur von etwa 105° C hatte, eingeführt wurde.

Das sprühgetrocknete Produkt hatte die Form eines Pulvers mit einer Teilchengröße bis 55 μ. Das Pulver wurde in ein Mehrfachsieb geführt, wobei ein Pulver mit der folgenden Teilchengrößenverteihjng erhalten wurde: Die Teilchengröße lag bei 96 Gew^-% der Teilchen unter 30 μ und bei 2 Gew.-% der Teilchen über 40 μ. Die Teilchengröße wurde unter Verwendung eines Coulter-Zäblers, Modell A, mit einem 2% Natriumchlorid

Tabelle 8

enthaltenden Trägerelektrolyt bestimmt. Das Pulver wurde zur Herstellung einer Milchersatzmischung mit den folgenden Bestandteilen gemischt:

Gew.-%

Milchpulver mit Fettzusatz 35,0

Walzengetrocknetes Milchpulver 10,0

Magermilchpulver 11,25

Sprühgetrocknetes Molkepulver 25,0

Glucose 5,0

Vorverkleisterte Maisstärke 3,75

Hefepulver 10,0

b) Sedimentations- und Ausflockungsversuch mit einem wäßrigen Futtermittel auf Basis der

vorstehend beschriebenen festen Milchersatzmischung

In ein 1000-ml-Becherglas, das 720 ml Wasser von 21°C enthielt, wurden 80 g der festen Milchersatzmischung gewogen. Nach gutem Vermischen des festen Pulvers mit dem Wasser durch Rühren mit einem Kunststoffspatel wurde das Becherglas an eine beleuchtete Stelle gebracht, worauf das Ausflockungs- und Sedimentationsverhalten mit dem Auge ermittelt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 genannt. Zum Vergleich wurde eine feste Milchersatzmischung, die die vorstehende Zusammensetzung hatte, jedoch anstelle des Hefepulvers die gleiche Gewichtsmenge eines Milchpulvers mit Fettzusatz enthielt, mit Wasser angesetzt und nach der vorstehend beschriebenen Methode geprüft

Milchersatz mit Hefepulver

Milchersatz ohne Hefepulver

Sedimentation

(Zeit in Minuten bis zur Bildung einer Fällung)
Ausflockung

30

keine Ausflockung

Diese Ergebnisse zeigen, daC ein wäßriges Futtermittel auf Basis einer erfindungsgemäßen Milchersatzmischung ähnliche Sedimentations- und Ausflockungseigenschaften hat wie eine bekannte Milchersatzmischung ohne Hefe. Diese Sedimentations- und Ausflokkungseigenschaften dienen den Landwirten als wichtige Kriterien für die Ermittlung der Brauchbarkeit eines Milchersatzes für Futtermittel.

Beispiel 6

a) Herstellung eines Mikroorganismusprodukts

in Form eines Pulvers und Herstellung einer Milchersatzmischung unter Verwendung des Pulvers

Ein Kohlenwasserstoffe verwertender Stamm der Hefe Candida lipolytica wurde in Gegenwart einer im Gasölbereich siedenden Erdölfraktion, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kontinuierlich kultiviert. Eine Fraktion der Fermentationsbrühe wurde so zentrifugiert, daß eine Hcfccrcrnc rnii einem Feststcffgchalt von 15,5Gevv.-% erhalten wurde. Die Creme wurde dann in einem Mehrfachplattenverdampfer auf einen Feststoffgehalt von 22,5 Gew.-% eingedampft. In der ersten Stufe betrug die Temperatur etwa 70⁰C und der Druck 233 mm Hg. In der zweiten Stufe betrug die Temperatur etwa 45°C und der Druck 80 mm Hg. Der pH-Wert der konzentrierten Creme wurde durch Zusatz von Natriumhydroxyd (Konzentration 20 g/100 ml) auf 8,0 eingestellt, worauf die Creme in einen Sprühtrockner,

Tabelle 9

der eine Austrittstemperatur von etwa 105⁰C hatte, eingeführt wurde.

Das sprühgetrocknete Produkt hatte die Form eines Pulvers mit einer Teiltnengröße bis 55 μ. Das Pulver wurde in ein Mehrfachsieb geführt, wobei ein Pulver, dessen Teilchen zu $5,3 Gew.-% eine Größe von weniger als 30 μ und zu 1,5 Gew.-°/o eine Größe von mehr als 40 μ hatten, erhalten wurde. Die Teilchengröße wurde nach der in Beispiel 5 genannten Methode ίο bestimmt. Aus dem Pulver wurde nach der in Beispiel 5 genannten Rezeptur eine feste Milchersatzmischung hergestellt.

b) Sedimentations- und Ausflockungsversuch
mit einem wäßrigen Futtermittel auf Basis der vorstehend beschriebenen festen Milchersatzmischung

In ein 1000-ml-Becherglas, das 720 ml Wasser von 21°C enthielt, wurden 80 g der festen Milchersatzmischung gewogen. Nach gutem Vermischen des festen Pulvers mit dem Wasser durch Rühren mit einem K.uPis!stoiisⁿute! wurde dss Becher^lss 3Γί eine beleuchtete Stelle gebracht, worauf das Ausflockungs- und Sedimentationsverhalten mit dem Auge ermittelt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 genannt. Zum

2) Vergleich wurde eine feste Milchersatzmischung, die die vorstehende Zusammensetzung hatte, jedoch anstelle des Hefepulvers die gleiche Gewichtsmenge eines Milchpulvers mit Fettzus,atz enthielt, mit Wasser angesetzt und nach der vorstehend beschriebenen

jo Methode geprüft.

Milchersatz mit
Mikroorganismuspulver

Milchersatz ohne
Mikroorganismuspulver

Sedimentation

(Zeit in Minuten bis zur Bildung einer Fällung) Ausflockung keine

30
keine

Diese Ergebnisse zeigen, daß wäßrige Futtermittel auf Basis einer erfindungsgemäßen Milchersatzmischung ähnliche Sedimentations- und Ausflockungseigenschaften haben wie ein bekanntes Futtermittel, das kein Mikroorganismuspulver enthält. Diese Sedimentations- und Ausflockungseigenschaften dienen den Landwirten als wichtige Kriterien für die Feststellung der Brauchbarkeit eines Milchersatzes als Futtermittel.

Beispiel 7

a) Herstellung eines Mikroorganismusprodukts

Ein Kohlenwasserstoffe verwertender Stamm der Hefe Candida lipolytica würde in Gegenwart einer im Gasölbereich siedenden Erdölfraktion, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kontinuierlich kultiviert Eine Fraktion der Fermentationsbrühe wurde so zentrifugiert, daß eine Hefecreme mit einem Feststoff gehalt von 15,5 Gew.-% erhalten wurde. Die Creme wurde dann in einem Mehrfachplattenverdampfer auf einen Feststoffgehalt von 22£ Gew.-% eingedampft In der ersten Stufe betrug die Temperatur etwa 70⁰C und der Druck 233 mm Hg. In der zweiten Stufe betrug die Temperatur etwa 45° C und der Druck 80 mm Hg. Der pH-Wert der konzentrierten Creme wurde durch Zusatz von Natriumhydroxyd (Konzentration 20 g/100 ml) auf 8,0 eingestellt. 2 Gew.-% Maisöl, bezogen auf den Feststoffgehalt der Creme, wurden in einem mechanischen

4j Rührer mit hoher Scherwirkung zugemischt. Das Gemisch wurde dann in einen Sprühtrockner eingeführt, der eine Austrittstemperatur von etwa 105° C hatte.

Als Produkt wurde eine pulverförmige »gefettete« Hefe mit einer Teilchengröße bis zu 55 μ erhalten. Das

ίο »gefettete« Hefepulver wurde in ein Mehrfachsieb geführt, wobei ein Produkt erhalten wurde, dessen Teilchen zu 82,3 Gew.-% eine Größe von weniger als 30 μ und zu 12,5 Gew.-% eine Größe von mehr als 40 μ, jedoch von weniger als 50 μ hatten. Die Teilchengröße wurde nach der in Beispiel 5 beschriebenen Methode gemessen. Aus der »gefetteten« Hefe wurde nach der in Beispiel 5 genannten Rezeptur eine feste Milchersatzmischung hergestellt

b) Sedimentations-und Ausflockungsversuch

mit einem wäßrigen Futtermittel auf der Basis der
vorstehend beschriebenen festen Milchersatzmischung

In ein 1000-ml-Becherglas, das 72OmI Wasser von 21 "C enthielt, wurden 80 g der festen Milchersatzmischung gewogen. Nach gutem Vermischen des festen Pulvers mit dem Wasser durch Rühren mit einem Kunststoffspatel wurde das Bechergias an eine beleuch-

te'e Stelle gebracht, worauf das Ausflockungs- und Sedimentationsverhalten mit dem Auge ermittelt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 genannt. Zum Vergleich wurde eine feste Müchersatzmischung, die die vorstehend genannte Zusammensetzung hatte, jedoch

Tabelle 10

anstelle des »gefetteten« Mikroorganismuspulvers ,ine gleiche Gewichtsmenge eines Trockenmilchpuivers mit Fettzusatz enthielt, mit Wasser angesetzt und nach der oben beschriebenen Methode geprüft.

Milchersatz mit »gefettetem«
Mikroorganismuspulver

Vergleichs Milchersatz

Sedimentation

(Zeit in Minuten bis zur Bildung einer Fällung) Ausflockung

Diese Ergebnisse zeigen, daß wäßrige Futtermittel auf Basis einer erfindungsgemäßen Müchersatzmischung, die einen Mikroorganismus enthält, der mit einem Fettungsmittel (Maisöl) unter Bildung eines »gefetteten« Pulvers vorbehandelt worden ist, bessere Cn^imento fiAnrairroncnlioflon hikon nie oino ΚαΙ/οππΙο

Milchersaizmischung, die eine gleiche Gewichtsmenge eines Trcc'kenmüchpulvers mit Fettzusatz enthält.

Beispiel 8

a) Herstellung eines Mikroorganismusprodukts in Form eines Pulvers und Herstellung von festen

Milchersatzmischungen unter Verwendung des Pulvers

Ein Kohlenwasserstoffe verwertender Stamm der Hefe Candida lipolytica wu^de in Gegenwart einer im Gasölbereich siedenden Erdölfraktion, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kontinuierlich kultiviert. Eine Fraktion der Gärbrühe wurde so zentrifugiert, daß eine Hefecreme

Tabelle 11

keine Ausflockung

30

keine Ausflockung

mit einem Feststoffgehalt von 15Gew.-% erhalten wurde. Die konzentrierte Creme wurde in einen Sprühtrockner geführt, der eine Austrittstemperatur von etwa 105° C hatte.

Das sprühgetrocknete Pulver bestand aus Teilchen

oirxar f^rnRo Wie 1 ΠΛ ti Πακ Pnlupr wnrAp Hitmh pinp mit

hoher Scherwirkung arbeitende Mühle geführt, die mit einem waagerechten Rotor mit axial ausgerichteten Schneidstäben versehen war, die in einem perforierte Klassierplatten enthaltenden Käfig rotierten. Das gemahlene Produkt hatte die folgende Teilchengrößenverteilung:

95Gew.-%unter30μ
2Gew.-⁰/oüber40μ.

Die Teilchengröße wurde nach der in Beispiel 5 beschriebenen Methode gemessen.

Unter Verwendung des gemahlenen Pulvers wurden mehrere Milchersatzmischungen der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Bestandteile (in Gew.-%) Müchersatzmischung 1 2

Milchpulver mit Fettzusatz	27	27	27	27	27	27	27	27
M agermilchpul ver	6,0	6,0	6,0	6,0	0	0	0	0
Sprühgetrocknete Molke	50	50	50	50	50	50	50	50
Glucose-Stärke-Gemisch	9,5	9,3	8,5	8,5	11,0	10,8	9,0	10,5
Hefepulver	7,5	7,5	7,5	7,5	12	12	12	12
Carrageenan	0	0,2	0	0	0	0,2	0	0
Carboxymethylcellulose	0	0	1,0	0	0	0	2,0	0
Guargum	0	0	0	1,0	0	0	0	0,5

b) Sedimentations- und Ausflockungsversuche

an wäßrigen Futtermitteln auf Basis der vorstehend genannten festen Milchersatzmischungen

Wäßrige Futtermittel mit einem Feststoffgehalt von 10 bzw. 18Gew.-% wurden durch Dispergieren der Milchersatzmischungen in Wasser bei 40° C hergestellt Die Mischungen 1 bis 7 wurden zu wäßrigen Futtermitteln 1 bis 7 mit einem Feststoffgehalt von 10 g/l angesetzt. Aus der Mischung 8 wurde ein

Tabelle 12

wäßriges Futtermittel 8 mit einem Feststoffgehalt von 18 g/l hergestellt. Zum Vergleich mit dem Futtermittel 8 wurde ein weiteres wäßriges Futtermittel 9 mit einem Feststoff gehalt von 18 g/l aus der Mischung 5

ss hergestellt Die Sedimentationsgeschwindigkeit und die Ausflokkungseigenschaften der wäßrigen Futtermittel wurden dann nach der in Beispiel 5 beschriebenen Methode ermittelt Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle

60 12 genannt

Wäßriges Futtermittel

1 2 3

Sedimentation (ZeFt in

Minuten

30

mehr

als

45

mehr

als

30

mehr

als

mehr

als

bis zur Ausfällung)

120

60

Ausflockung

nein

leicht

45

nein

12

nein

Die Werte fn Tabelle 12 zeigen, daß die Sedimentations' und Ausflockungseigenschaften von wäßrigen Futtermitteln auf Basis von Milchersatzmisehimgen, die eine pulverförmige Hefe enthalten, durch Anwesenheit eines Suspendiermittels verbessert werden können.

Beispiel 9

Dieses Beispiel soll den Einfluß verschiedener Methoden zur Verringerung der Teilchengröße von Mikroorganismuspulvern auf die Sedimentationseigenichaften von Milchersatzmischungen, die die Pulver enthalten, veranschaulichen.

Ein Kohlenwasserstoffe verwertender Stamm der Hefe Candida Iipolytica wurde in Gegenwart einer im Gasclbereich siedenden Erdölfraktion, eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kontinuierlich kultiviert Eine Fraktion der Fermentationsbrühe wurde dann zur Erhöhung des Feststoffgehalts zentrifugiert, wobei eine die Hefe

Tabelle 13

10

15 enthaltende konzentrierte Creme erhalten wurde. Die Hefecreme wurde dann in einem Sprühtrockner getrocknet, wobei ein getrocknetes Hefepulver erhalten wurde. Das Hefepulver wurde dann in verschiedener Weise gemahlen, um die Teilchengröße ohne Erhöhung der Dichte zu verringern. Die behandelten Pulver wurden anschließend durch einen Luftklassierapparat geführt, um vergleichbare Teilehengrößen in Relation nur zu ihren oberen Grenzen zu erhalten. Die folgenden Mühlen wurden verwendet;

a) Eine mit hoher Scherwirkung arbeitende Mühle mit senkrechtem Rotor,

b) eine mit hoher Scherwirkung arbeitende Mühle mit waagerechtem Rotor und

c) eine mit Luft arbeitende Strahlmühle. Das ungemahlene Pulver

d) wurde als Vergleichsprodukt verwendet. Die Teilehengrößen verteilung der Pulver ist in Tabelle 13 genannt.

Kumulativer Anteil	Hefepulver	(b)	(c)	(d)
(Gew.-%) über der
genannten Teilchen	(a)	Mühle mit waage	Sirahlmühle	Vergleichspulver,
größe (μ)		rechtem Rotor		ungemahlen
	Mühle mit senk	und hoher
	rechtem Rotor	Scherwirkung
	und hoher
	Scherwirkung

10
weniger als 10

0,8

11,0

26,0

72,0

100,0

0,2

2»

22,0

70,0

100,0 03

13,0

28,0

68,0

100,0

0,2 7,8 12,4 18,5 25,0 33,0 50,6 69,0 87,0 99,0 100,0

Die Pulver (a), (b), (c) und (d) wurden dann zur Reihe von wäßrigen Futtermitteln (a), (b), (c) und (d)

Herstellung einer Reihe von Milchersatzmischungen (a), hergestellt, deren Sedimentationseigenschaften auf die

(b), (c) und (d) auf die in Beispiel 5 beschriebene Weise in Beispiel 5 beschriebene Weise ermittelt wurden. Die

verwendet. Aus diesen Mischungen wurde dann eine 45 Ergebnisse sind in Tabelle 14 genannt.

Tabelle 14

Wäßriges Futtermittel (a) (b)

(C)

Sedimentation (Zeit in Minuten bis zur Bildung einer Fällung) 32

24

12

Die Werte in Tabelle 14 zeigen, daß durch Mahlen in wirksam verbessert werden.

Rotormühlen mit hoher Scherwirkung und in Strahl· 55 Die Verwertung der Erfindung kann durch gesetzli-

mühlen die Sedimentationseigenschaften von Hefepul- ehe Bestimmungen, insbesondere durch das Futtermit-

vern nach Zumischung zu Milchersatzmischungen telgesetz, beschränkt sein.

809 632/171

Claims

Patentansprüche:

l_T Feste Milch, ersatzmischung, die das getrocknete Mikroorganismenprocjukt aus einem großtechnischen Fermentationsprozeß für die Erzeugung von Mikroorganismen enthalt, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 30 Gew.-% des Mikroorganismenprodukts in Form eines Pulvers enthält, welches eine maximale mittlere Teilchengröße von 70 μ hat und wenigstens 90% der Teilchen eine Größe von weniger als 100 μ. aufweisen.
2. Feste Milchersatzmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroorganismenpulver eine maximale mittlere Teilchengröße von 40 μ hat und nicht mehr als 5% der Teilchen eine Größe von mehr als 40 μ aufweisen.
3. Feste Milchersatzmischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroorganismenpulver eine Teilchengröße im Bereich von 20 bis 25 μ aufweist.
4. Feste Milchersatzmischung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroorganismenprodukt in Form eines Pulvers einen maximalen Eisengehalt von 150 Gew.-Teilen pro Million Gewichtsteile hat
5. Feste Milchersatzmischung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mikroorganismenprodukt in Form eines Pulvers das Produkt eines unter Verwendung von Kohlenwasserstoffen durchgeführten großtechnischen Fermentationsprozesses für die Erzeugung von Mikroorganismen enthält
6. Feste Milchersatzmischung nach Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich bis zu 2 Gew.-% eines natürlichen Gummis enthält
7. Feste Milchersatzmischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Gummi Guargum enthält