DE2512746A1 - Verfahren zur herstellung von keimarmem, faserfreiem pankreatin - Google Patents
Verfahren zur herstellung von keimarmem, faserfreiem pankreatinInfo
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Description
Kali-Chemie Pharma GmbK Hannover, 2o. März 1975
Z1-PA.MH/Ka SV/DS-TV
Verfahren zur Herstellung von keimarmem, faserfreiem Pankreatin
Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Pankreatin mit hohen amyIoIytisehen, lipolytischen
und proteolytischen Aktivitäten unter gleichzeitiger Herabsetzung der Keimzahl bei völliger Ausschaltung der nach USP XVIII unerwünschten
Keime.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Pankreatin werden gewöhnlich tiefgefrorene Pankreasdrüsen verwendet, da sich nur
das eingefrorene Material über längere Zeiträume ohne große Verluste an Enzymaktivitäten lagern läßt. Wegen des hohen Gehaltes
an amylolytischen und lipolytischen Aktivitäten werden die Pankreasdrüsen der Schweine bevorzugt verwendet.
In der Literatur werden unterschiedliche Herstellungsverfahren beschrieben. So stellt man z.B. durch Behandlung des zerkleinerten,
gefrorenen oder aufgetauten Drüsenmaterials mit Wasser, Salzlösungen oder Lösungsmitteln (verd. Glycerin, 25 % Äthanol,
2o % Essigsäure) einen Extrakt her, in dem in verschiedenen Fällen unter Zugabe von Trypsin oder Enterokinase die Proenzyme
der Proteasen aktiviert werden. Dieser Extrakt wird anschließend einer Fällung mit anorganischen Salzen, organischen Lösungsmitteln
oder Tannin unterworfen und durch schonende Trocknung in ein Pulver überführt. Man kann auch durch schonende Entfernung
des Wassers aus dem zerkleinerten Drüsenmaterial (z.B. Gefriertrocknung, Vakuumtrocknung, azeotrope Destillation) mit nachfolgender
Entfettung (organische Lösungsmittel) oder durch gleichzeitige Entwässerung und Entfettung (z.B. Aceton, Alkohole bzw.
Aceton-Äther) mit nachfolgender Trocknung Pankreatin herstellen.
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Im Brit. Pat. Nr. 822 741 ν. 28.1ο.1959 und im Franz. Pat. Nr.
1 295 3o2 ν. 8.7.1962 werden Pankreasdrüsen mechanisch vorentfettet, auf eine Korngröße von 1 bis 2 mm zerkleinert, in einem
Behälter mit Diäthyläther chargenmäßig weiter entfettet und anschließend
durch Zentrifugation in drei Phasen (Äther-Fett-Phase, Pankreas-Saft, Fleischrückstand) überführt. Aus dem Pankreas-Saft
werden durch Zugabe von Ammoniumsulfat Produkte von therapeutischem Wert gefällt.
Da Schweinepankreasdrüsen als Ausgangsmaterial zur Pankreatingewinnung
heute ausschließlich in Großschlachthöfen gesammelt werden und da beim Entfernen dieser Drüsen aus den "Magen-Darm-Paketen"
der frisch geschlachteten Tiere unter normalen Schlachthofbedingungen Kontaminationen praktisch nicht verhindert werden
können, v/erden bei Untersuchungen an so gesammelten Drüsen Keim-
4 8
zahlen (pathogene plus apathogene Keime /1 g) von 1o bis 1o gefunden.
Mikrobiell reine Arzneimittel, die man in die drei Gruppen "steril",
"frei von pathogenen Keimen" und "keimarm" unterteilen kann, werden seit langem von der pharmazeutischen Industrie als Injektabilia,
Dermatica, Ophthalmica und Schleimhautpräparate hergestellt. Aber auch für Oralia wird in letzter Zeit immer mehr eine gewisse mikrobielle
Reinheit angestrebt, eine Forderung, die bei Organpräparaten besonders schwer erfüllbar ist.
Pankreatin ist als Naturprodukt mit seinen empfindlichen Enzymsystemen
unterschiedlich kontaminiert und häufig nicht frei von pathogenen Keimen.
Einige Arbeiten zur Reduzierung der Keimzahl wurden bereits am Pankreatin vorgenommen. So behandelt z.B. B.Schlatter (Dissertation
ETH Zürich, 1971; Pharm. Acta Helvetiae 49 (1974) 41) Pankreatin mit Isopropanol und Wasser, oder mit ^-Strahlen oder
mit beiden gleichzeitig. Nach der Isopropanol-Wasser-Behandlung
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wird das Lösungsmittelgemisch durch azeotrope Destillation entfernt.
In dem. tschechoslowakischen Patent Nr. 147 274 wird ebenfalls
eine Behandlung des Pankreatins mit ^-Strahlen zur Keimreduzierung
beschrieben. Schließlich wurden Versuche zur Reduzierung der Keimzahl mit Äthylenoxyd durchgeführt (Libicky A.,
et al.: Die Pharmazie, 22 (1967) 311 und 23 (1968) 21).
Gemäß dem in der DOS 2 135 o25 beschriebenen Verfahren wird die Keimreduzierung des Pankreatins mit halogenierten Kohlenwasserstoffen
mit einem Siedepunkt zwischen 15 und 1oo 0C bzw. mit
aliphatischen Ketonen in Gegenwart von Wasser und Cellulosederivaten durchgeführt. Als geeignete halogenierte Kohlenwasserstoffe
werden ausschließlich chlorierte Kohlenwasserstoffe, nämlich Methylenchlorid und Chloroform genannt. Das dabei erhaltene
fließfähige Pankreatingranulat ist per 1oo g frei von Salmonellen und per 1 g frei von Enterobakterien und Pseudo-
4 monaden bei einer Gesamtkeimzahl von kleiner als 1 ο .
Nach dem in der DOS 2 1o6 7o6 beschriebenen Verfahren wird Pankreatin,
das mit Calciumverbindungen versetzt ist, mehrere Stunden ]
zu töten.
zu töten.
Stunden bei 82°C unter Normaldruck erhitzt, um Salmonellen ab-
Während in den obigen Verfahren Pankreatin als Ausgangsprodukt
für die Keimreduzierung verwendet wurde, ist für die Abtötung von Salmonellen auch ein Verfahren mit Pankreasdrüsen als Ausgangsmaterial
bekannt {E.J.G. Glencross: Brit. Med. Journal 2 (1972) 376). Hiernach werden Pankreasdrüsen mit einer wäßrigen Lösung
von Hypochlorit behandelt, vermählen, vakuumgetrocknet und entfettet.
Alle beschriebenen Verfahren zur Reduzierung der Keimzahl sind sehr umständlich und führen außerdem zu z.T. sehr erheblichen
Aktivitätsverlusten.
- 4 609839/ 1006
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von keimarmem, faserfreiem
Pankreatin mit hohen amyIoIytisehen, lipolytischen und proteolytischen
Aktivitäten gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in kontinuierlicher Arbeitsweise gefrorene feinstzerkleinerte
Pankreasdrüsen, gegebenenfalls nach Zusatz von Wasser, in kurzer Zeit mit Gemischen aus flüssigen Chlorkohlenwasserstoff
en und flüssigen Fluorchlorkohlenstoffen entfettet und entkeimt und nach der Abtrennung der Fett-Lösungsmittel-Phase die
Enzymphase konzentriert und trocknet.
Überraschend dabei ist, daß während der Entfettung eine beträchtliche
Reduzierung der Keimzahl bei gleichzeitiger Abtötung aller Keime, die nach den USP XVIII unerwünscht sind, stattfindet, und
daß als Endprodukt ein faserfreies Pankreatin mit hohem Schüttgewicht
erhalten wird.
Der kontinuierliche Prozeß ermöglicht weiterhin eine sehr kurze Aufarbeitungszeit der Drüsen unter schonenden Bedingungen.
Das helle Endprodukt, das aufgrund seiner rieselfähigen Beschaffenheit
galenisch leicht verarbeitbar ist, zeichnet sich durch hohe enzymatische Aktivitäten aus, die einerseits auf die neuartige Art
der kontinuierlichen Aufarbeitung, andererseits auf die Anwesenheit von F^orchlorkohlenstoffen während des Entfettungsvorganges
zurückzuführen sind.
Erfindungsgemäß wird das Drüsenmaterial bis zur Zerstörung der Zellen fein zermahlen. Dadurch ist eine hochgradige kurzzeitige
Entfettung bei der Behandlung mit dem Gemisch aus Chlorkohlenwasserstoffen und Fluorchlorkohlenstoffen gewährleistet. Außerdem
wird durch diese Aufmahlung ein praktisch faserfreies Material erhalten, so daß sich eine weitere Aufmahlung des Pankreatins,
die immer mit Enzymverlusten verbunden ist, erübrigt. Wichtig für die Zerkleinerung ist, daß die Produkttemperatur
niedrig gehalten wird.
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Dem zerkleinerten Material kann Wasser gegebenenfalls zusammen mit dem Gemisch der halogenierten Lösungsmittel zugesetzt werden.
Das Gewichtsverhältnis von Pankreasdrüsen zu Wasser kann in weiten Grenzen schwanken. Es kann etwa 1 : ο bis 1 : 1o betragen.
Die Entfettung, mit der die Keimreduzierung gekoppelt ist, wird in kurzer Zeit bei erhöhten Temperaturen (etwa 3o-6o°C) durchgeführt.
Hierbei treten keine nennenswerten Enzymschädigungen auf. Als geeignet erwies sich eine Gegenstromextraktion in Zentrifugalextraktoren.
Die Extraktionszeiten liegen zwischen 3ο
und 3oo Sekunden bei einer max. Temperatur von 6o C. Erfindungsgemäß
werden in diesem Verfahrensschritt Gemische aus Chlorkohlenwasserstoff
en und Fluorchlorkohlenstoffen eingesetzt. Die Verwendung dieser Gemische verhindert bei guter Entfettung und ausreichender
Keimreduzierung trotz erhöhter Temperatur Verluste an Enzymaktivitäten. Das Gewichtsverhältnis von Pankreasdrüsen zu
halogenierten Kohlenwasserstoffen kann in weiten Grenzen schwanken,
etwa zwischen 1 : 2 bis 1 : 5o.
Als Lösungsmittel werden Chlorkohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte zwischen 2o und 15o°C liegen, vorzugsweise Dichlormethan
und Trichlormethan und Fluorchlorkohlenstoffe, deren Siedepunkte zwischen 2o und 15o C liegen, vorzugsweise Trichlorfluormethan
und Trichlortrifluoräthan, eingesetzt. Die Chlorkohlenwasserstoffe
und Fluorchlorkohlenstoffe werden bevorzugt
im Gewichtsverhältnis von 1 : o,o5 bis 1 : 2 eingesetzt.
Die Konzentrierung der Enzymphase soll im Vakuum bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden. Empfehlenswert ist eine Konzentrierung
in Kurzzeitverdampfern bei Verweilzeiten von max. 5 Sekunden, wobei die Produkttemperatur nicht über 6o C steigen
soll. Werden diese Werte überschritten, treten AktivitätsVerluste
ein.
Die Trocknung des Pankreatins erfolgt unter schonenden Bedingungen.
Hierfür bieten sich die in der Technik bekannten Trocknungsverfahren an (Gefriertrocknung, Vakuumtrocknung,
Sprühtrocknung). - 6 -
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-6- 25Ί2746
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das Pankreatin nach der schonenden Trocknung mit einem relativ
hohen Schiittgewicht etwa zwischen 5oo und 7oo g/l und sehr
feinteilig, d.h. mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 3o - 5o yaa anfällt. Bei den bisher üblichen Aufarbeitungen
von Pankreasdrüsen werden im allgemeinen Produkte mit merklich niedrigeren Schüttgewichten von etwa 3oo bis 4oo g/l erhalten.
Eine weitere Erhöhung dieser Schüttgewichte ist z.B. in einem zusätzlichen Granulations- oder Verdichtungsverfahren möglich.
Außerdem ist der Faseranteil der bekannten Produkte oft sehr
groß.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Produkt von der Zerkleinerung bis zur Trocknung in fließfähigem Zustand gehalten.
Nach Verfahrensschritten, bei denen erhöhte Temperaturen auftreten,
wird das Produkt sehr schnell wieder auf Temperaturen abgekühlt, bei denen es zu keinen Enzymschädigungen kommt. Der
günstige Temperaturbereich nach der Abkühlung liegt zwischen etwa ο und 8 C.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat weiter den Vorteil, daß der
Anlagentrakt nach der Keimreduzierungsstufe (Entfettungsstufe) gegen mikrobielle Kontamination geschützt ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß
in einem Arbeitsgang bei der Aufarbeitung der Pankreasdrüsen gleichzeitig eine Entfettung und Entkeimung stattfindet, ohne daß
ein Verlust an Enzymaktivität in Kauf genommen werden muß. Es ist bisher kein Verfahren zur' Gewinnung von Pankreatin bekannt geworden,
bei dem die Gesamtkeimzahl reduziert wird und die nach USP XVIII unerwünschten Keime sogar völlig ausgeschaltet werden.
Bei dem einzigen bisher bekannt gewordenen Verfahren, bei dem schon das Ausgangsmaterial zur Gewinnung von Pankreatin, nämlich
die Pankreasdrüsen, zur Abtötung der Salmonellen mit einer Hypochloritlösung
behandelt werden, treten erhebliche Verluste an Enzymaktivitäten auf.
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- *7 —
In einer kontinuierlich arbeitenden Anlage werden pro Stunde 25 kg tiefgefrorene Pankreasdrüsen (-2o°C) in mehreren Stufen
fein zerkleinert. Der dabei entstehende Brei (o°C) wird in einem Durchlaufmischer mit 6 kg Wasser von 2o C per 1 Stunde
vermischt, und aus der Mischung wird in einem Zentrifugalextraktor im Gegenstrom mit einem Gemisch aus Dichlormethan
und Trichlorfluormethan (15o kg Dichlormethan plus 5o kg Trichlorfluormethan)
per 1 Stunde das Fett in 6o Sekunden extrahiert. Hierbei erwärmt sich die Enzymphase bis auf 5o°C. Aus der anfallenden
Fett-Lösungsmittel-Phase wird durch Redestillation das Lösungsmittelgemisch kontinuierlich zurückgewonnen und dem
Prozeß wieder zugeführt. Die entfettete Enzymphase wird in einem Wärmeaustauscher auf 5 C abgekühlt und danach in einem Kurzzeitverdampfer
bei 4o°C/15o mm Hg auf einen Trockengehalt von ca. 25 % eingeengt. Die Berührungszeit des Produktes mit dem
Heizmedium beträgt etwa 1 Sekunde. Das anfallende Konzentrat wird in einem Wärmeaustauscher auf 5 C gekühlt und anschließend
auf einem Zerstäubungstrockner mit gefilterter Zuluft getrocknet. Die Ausbeute an Pankreatin beträgt ca. 5 kg/1 Std. Das erhaltene
Produkt hat folgende Eigenschaften:
Amylase -Aktivität Lipase -Aktivität Protease -Aktivität H2O-Gehalt
Fett-Gehalt Schüttgewicht Teilchengröße 3o - 5o um 1o - 3o um
kleiner 1o pm Keimzahl
42 ooo FIP-Einheiten / 1 Gramm 58 ooo FIP-Einheiten / 1 Gramm
2 8oo FIP-Einheiten / 1 Gramm 2,ο % o,6 % 51o g/1 1
8o % 1o % 1o % 2 χ 1o3 Keime /. 1 g
— 8 —
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Keimdifferenzierung Im Endprodukt wurden nur die im
Ausgangsmaterial vorhandenen apathogenen Sporenbildner gefunden.
Nach USP XVIII unerwünschte Keime konnten im Endprodukt nicht mehr nachgewiesen
werden.
In einer kontinuierlich arbeitenden Anlage werden pro Stunde 3o kg tiefgefrorene Pankreasdrüsen (-4o°C) in mehreren Stufen
fein zerkleinert. Das dabei entstehende feine Pulver (-2o C) wird in einem Mischkneter zunächst mit 15 kg/1 Std. eines Gemisches
(2o°C) aus Trichlormethan und Trichlortrifluoräthan
(7,5 kg + 7,5 kg) und danach mit 6o kg/1 Std. Wasser (2o°C) gemischt. Danach wird der Brei in einem Wärmeaustauscher auf
15°C erwärmt und aus diesem in einen Zentrifugalextraktor unterhalb 3o°C im Gegenstrom mit einem Gemisch aus Trichlormethan
und Trichlortrifluoräthan (5oo kg + 5oo kg) per eine Stunde das Fett in 6o Sekunden extrahiert. Hierbei erwärmt sich die Enzymphase
auf maximal 4o°C. Aus der anfallenden Fett-Lösungsmittel-Phase wird durch Redestillation das Lösungsmittelgemisch kontinuierlich
zurückgewonnen und dem Prozeß wieder zugeführt. Die entfettete Enzymphase wird in einem Wärmeaustauscher auf 5°C gekühlt
und danach im Kurζzeitverdampfer bei 4o°C - 5o°C/15o - 23o mm
Hg auf einen Trockengehalt von 18 % eingeengt. Die Berührungszeit
des Produktes mit dem Heizmedium beträgt ca. 3 Sekunden. Das anfallende Konzentrat wird kontinuierlich gefriergetrocknet.
Die Ausbeute an Pankreatin beträgt 5,9 kg/1 Stunde. Das erhaltene Produkt hat folgende Eigenschaften:
Amylase -Aktivität 44 5oo FIP-Einheiten / 1 Gramm
Lipase -Aktivität 57 2oo FIP-Einheiten / 1 Gramm
Protease -Aktivität . 2 5oo FIP-Einheiten / 1 Gramm
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H2O-Gehalt | 1,5 % |
Fett-Gehalt | 1,1 % |
Schüttgewicht | 5oo g/ 1 |
Teilchengröße | |
3o - 5o pm | 8o % |
1o - 3o pm | 1o % |
kleiner 1o pm | 1o % |
Keimzahl | 4 χ Io Keime /1g |
Keimdifferenzierung | Im Endprodukt wurden nur |
Ausgangsmaterial vorhandenen apathogenen Sporenbildner gefunden.
Nach USP XVIII unerwünschte Keime konnten im Endprodukt nicht mehr nachgewiesen
werden.
609839/1006 - io -
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von keimarmem, faserfreiem Pankreatin
mit hohen amylolytischen, lipolytischen und proteolytischen Aktivitäten, dadurch gekennzeichnet, daß man in
kontinuierlicher Arbeitsweise gefrorene, feinstzerkleinerte
Pankreasdrüsen, gegebenenfalls nach Zusatz von Wasser, in kurzer Zeit mit Gemischen aus flüssigen Chlorkohlenwasserstoffen
und flüssigen Fluorchlorkohlenstoffen entfettet und entkeimt und nach Abtrennung der Fett-LÖsungsmittel-Phase .
die Enzymphase konzentriert und trocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit Gemischen von halogenierten Kohlenwasserstoffen
zur Entfettung und Reduzierung der Keimzahl unter Ausschaltung der nach USP XVIII unerwünschten Keime in
wenigen Sekunden, vorzugsweise zwischen 3o und 3oo Sekunden, bei erhöhter Tempe:
durchgeführt wird.
bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise zwischen 3o und 6o C,
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedepunkte der Chlorkohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenstoffe
zwischen 2o und 15o C liegen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als chlorierte Kohlenwasserstoffe Trichlormethan und/oder
Dichlormethan eingesezt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluorchlorkohlenstoffe Trichlorfluormethan und/oder
Trichlortrifluoräthan eingesetzt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorkohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenstoffe im
Gewichtsverhältnis von etwa 1 : o,o5 bis 1 : 2 eingesetzt werden.
609839/1006 - 11 -
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5„ aaaurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis von Pankreasdrüsen zu halogeniertem Lösungsmittelgemisch etwa 1 :
bis 1 : 5o beträgt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Pankreasdrüsen
zu Wasser etwa 1 : ο bis 1 : 1o beträgt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindampfung der entfetteten Enzymlösung
in Kurzzeitverdampfern mit maximal 5 Sekunden Berührungszeit
wird.
wird.
zeit bei einer Temperatur bis 6o C im Vakuum durchgeführt
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enzymlösungen nach Verfahrensschritten, bei denen erhöhte Temperaturen auftreten, schnell auf
Temperaturen zwischen ο und 8 C abgekühlt werden.
11. Nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 11 gewonnenes rieselfähiges
Pankreatin mit einem Schüttgewicht von 5oo-7oo g/l und einem mittleren Teilchendurchmesser zwischen etwa 3o 5o
pn.
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