DE2512746A1 - Verfahren zur herstellung von keimarmem, faserfreiem pankreatin - Google Patents

Verfahren zur herstellung von keimarmem, faserfreiem pankreatin

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DE2512746A1 DE19752512746 DE2512746A DE2512746A1 DE 2512746 A1 DE2512746 A1 DE 2512746A1 DE 19752512746 DE19752512746 DE 19752512746 DE 2512746 A DE2512746 A DE 2512746A DE 2512746 A1 DE2512746 A1 DE 2512746A1
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Description

Kali-Chemie Pharma GmbK Hannover, 2o. März 1975
Z1-PA.MH/Ka SV/DS-TV
P atentanmeldung
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-
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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.
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.
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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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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 —
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
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Claims (11)

P atentansprüche
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.
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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.
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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