DE2756739C2

DE2756739C2 - Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen

Info

Publication number: DE2756739C2
Application number: DE19772756739
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Chem. Dr. 6945 Hirschberg Berg; Zdenek Dipl.-Chem. 6940 Weinheim Eckmayer; Rolf Dr. Monsheimer; Ernst Dipl.-Chem. 6100 Darmstadt Pfleiderer
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE2756739A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen zu hochwertigen Eiweißprodukten. Die Eiweißprodukte können entweder, z. B. als Super-Protein-Diät direkt verwertet werden oder aber als Zusatzstoff z. B. für Diabetiker-Schokolade, diätetische Nährmittel, Kindernährmittel, Suppenwürzen, Tiernährmittel oder dergleichen.

Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfälle sind Abfallprodukte, die bisher nur teilweise und als Tierfutter verwertbar waren. Knochenabfälle lassen sich außerdem zu Leim verkochen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abfallprodukte der vorstehend genannten Art der menschlichen Ernährung zugänglich zu machen.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1. Das zerkleinerte Material wird gegebenenfalls nach einer sauren oder alkalischen Proteindenaturierung bei ca. 100° C und Abkühlen auf ca. 30 bis 70° C enzymatisch aufgeschlossen, wobei die Hydrolyse in dem für das verwendete Enzym optimalen pH-Bereich erfolgt und dann bei einer Temperatur von ca. 80 bis 100°C Fett und Eiweißhydrolysat durch Entmischen voneinander getrennt werden und gegebenenfalls der unlösliche Rückstand abfiltriert wird.

Das Verfahren erfordert nur eine relativ kurze Behandlungszeit der Abfallprodukte, ist umweltfreundlich, weil keinerlei Geruchsbelästigung auftritt. Die Rohstoffe werden optimal ausgenutzt und in hoher Ausbeute wasserlösliche, geschmacksneutrale Proteinhydrolysate erhalten. Die Zerkleinerung des Materials erfolgt in üblicher Weise, z. B. durch Mahlen der Fleischabfälle oder Zerhacken der Knochen.

Es hat sich bewährt, vor der enzymatischen Behandlung eine Denaturierung des Proteins durch Kochen der zerkleinerten Stoffe in wäßrigem Medium unter Zugabe von stark sauren oder stark alkalischen Substanzen wie z. B. Ätznatron oder konzentrierter Schwefelsäure durchzuführen. Anschließend wird die Mischung abgekühlt und bei ca. 30 bis 70° C der enzymatische Abbau durch alkalische Proteinasen bakterieller Herkunft durchgeführt. Der Abbau erfolgt im optimalen pH-Bereich des gewählten Enzyms. Allgemein liegt der optimale Wirkungsbereich der alkalischen Proteinasen zwischen pH 8 und 13. Diese werden erfindungsgemäß in

Gegenwart von Harnstoff angewandt

Die proteolytische Wirksamkeit der Enzyme wird zweckmäßig nach der sogenannten Löhlein Volhardmethode (»die Löhlein-Volhard'sche Methode zur Be-Stimmung der proteolytischen Aktivität«, gerbereitechnisches Taschenbuch, Dresden-Leipzig 1955) bestimmt und in »LVE« (Löhlein-Volhalrd-Einheiten) angegeben bzw. bestimmt Unter einer LVE-Einheit ist diejenige Enzymmenge zu verstehen, die unter den spezifischen Bedingungen der Methode 1,725 mg Kasein verdaut

Nach erfolgtem Abbau wird das wasserlösliche Eiweißhydrolysat durch Entmischen von Fett und gegebenenfalls unlöslichen Rückständen getrennt Fett und Hydrolysat lassen sich leicht, z. B. durch Zentrifugieren, trennen. Der unlösliche Rückstand wird abfiltriert

Der alkalische Abbau erfolgt im pH-Bereich zwischen etwa pH 9 und 13 in Gegenwart von Harnstoff in einer Konzentration von 0,01 bis 1 Mol/l, wobei alkalische Proteinasen bakterieller Herkunft, wie z. B. die aus BacilJusstämmen isolierten Enzyme, insbesondere Bacillus subtilis, angewendet werden.

Der enzymatische Abbau erfolgt unter schonenden Bedingungen bei ca. 30 bis 70°C, wobei optimale Ergebnisse bei einer Temperatur von ca. 50° C erhalten werden.

Den wertvollsten Anteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkte bilden die Eiweißhydrolysate. Man kann das Ausgangsmaterial je nach Verwendungszweck zu sehr homogenen Produkten verarbeiten. Die erhaltenen Hydrolysate zeichnen sich durch reproduzierbare Einheitlichkeit und hohe Qualität gegenüber herkömmlichen Eiweißhydrolysaten aus. Durch Kombination von Enzymart, Enzymkonzentration, Temperatur und Abbauzeit lassen sich lang-, mittel- oder kurzkettige Proteinhydrolysate gewinnen.

Das als Abfallprodukt anfallende Fett wird

zweckmäßig durch Zentrifugieren in eine feste und eine flüssige Phase getrennt Beide Fraktionen werden durch Waschen gereinigt. Die flüssige Phase hat eine dem Klauenöl sehr ähnliche Zusammensetzung. Die Fettprodukte können durch chemische Umsetzungen noch weiter veredelt werden.

Insbesondere bei der Knochenaufarbeitung fällt in der Regel ein schwer löslicher Rückstand an, der außer Mineralstoffen auch Eiweiß enthält und gegebenenfalls bei der Düngemittelherstellung oder als Zusatz für Tiernahrung Verwendung finden kann.

Der technische Aufwand des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gering. Nach der Zerkleinerung wird das Material in einem Mischer oder Kochkessel mit Rührwerk enzymatisch hydrolysiert und braucht nach der Enzymzugabe nur kurz, in der Regel genügen etwa drei Stunden, der Enzymwirkung ausgesetzt zu werden. Die Trennung der Fett- und Eiweißbestandteile erfolgt schnell, meistens etwa nach einer Stunde. Die durch Entmischung voneinander getrennten Phasen werden in der beschriebenen Weise selbständig weiterverarbeitet.

Die trübe Hydrolysatlösung enthält im wesentlichen

Eiweiß neben beträchtlichen Mengen an Mineralstoffen, die gegebenenfalls nochmals durch Fällung abgetrennt werden müssen. Das klare Filtrat wird dann auf die gewünschte Konzentration eingeengt. Das Filtrat kann konserviert werden und ist so unmittelbrr verwendbar. Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, ohne daß die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll.

B e i s ρ ii e 1 1

500 g Fleischabfälle werden im Fleischwolf zerkleinert Anschließend werden sie mit 1000 ml Wasser und 20 g Ätznatron versetzt und unter Rühren 60 Minuten auf 100⁰C erhitzt Danach wird die Mischung auf 50⁰C abgekühlt und 2 g alkalische Bakterienproteinase auf Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat zugefügt Die Hydrolyse erfolgt nun unter Rühren bei 50⁰C über zwei Stunden. Nach dieser Zeit sind mehr als 90% des eingewogenen Materials umgesetzt Der pH-Wert des Hydrolysate beträgt 11,0.

Die Fettschicht wird durch Zentrifugieren von dem Hydrolysat abgetrennt Sie besteht aus einer bräunlichen ölschicht und festem Fett bzw. Talg.

Das Hydrolysat ist ohne weitere Reinigung verwertbar.

Beispiel 2

500 g Schweinefleischabfälle werden in einem Fleischwolf zerkleinert und mit 1000 ml Wasser, 15 g Ätznatron, 2 g alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat versetzt Der enzymatische Abbau erfolgt unter Rühren bei 50⁰C Anschließend wird noch zwei Stunden hydrolysiert Es sind nun 95% des eingewogenen Materials umgesetzt Nach dem Abdekantieren des

s Fettanteils wird das Hydrolysat mit Aktivkohle zur Inhibierung des Enzyms und zur Reinigung 10 Minuten auf 100° C erhitzt

Nach der Abkühlung wird zur Klärung des Hydrolysate zentrifugiert und filtriert Der pH-Wert des Hydrolysate beträgt 8,9. Das Hydrolysat kann in dieser Form unmittelbar verwendet werden.

Beispiel 3

450 g Geflügelfleischabfälle werden im Fleischwolf zerkleinert und mit 1000 ml Wasser, 10 g Ätznatron, 2 g alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat versetzt Der enzymatische Abbau erfolgt unter Rühren bei 50° C. Anschließend wird noch zwei Stunden hydrolysiert. Nach dieser Zeit sind 85% der eingewogenen Geflügelfleischabfälle umgesetzt Die Reinigung des Hydrolysate erfolgt in analoger Weise wie in Beispiel 2. Der pH-Wert liegt bei 12,0.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufarbeitung von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen, bei dem das zerkleinerte Material enzymatisch bei dem für das verwendete Enzym optimalen pH-Bereich aufgeschlossen wird und anschließend Fett und Eiweißhydrolysat voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das denaturierte Proteinmaterial mittels alkalischer Proteasen bakterieller Herkunft in Gegenwart von Harnstoff in einer Konzentration von 0,01 bis 1 Mol/l enzymatisch aufgeschlossen wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau in Gegenwart von Harnstoff bei ca. 50⁰C durchgeführt wird.