DE2842918A1 - Animal protein hydrolysates useful for animal feedstuffs - are obtd. by protease and amylase hydrolysis of blood etc. - Google Patents
Animal protein hydrolysates useful for animal feedstuffs - are obtd. by protease and amylase hydrolysis of blood etc.Info
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Abstract
Description
Verfahren zum enzymatischen Abbau von BlutProcess for the enzymatic breakdown of blood
In neuerer Zeit stellt sich verstärkt die Frage nach einer rationellen Verwertung der bei Schlachtungen anfallenden Blutmengen.In recent times, the question of a rational one has increasingly arisen Utilization of the amount of blood produced during slaughter.
Ein gewisser Teil des Blutes wird traditionell als Lebensmittel in Blut- oder Rotwürsten und in Schwartenmagen verwendet.A certain part of the blood is traditionally used as food in Blood or red sausages and used in rind stomachs.
Blut besteht aus dem eiweißreichen Plasma, in dem als celluläre Elemente rote und weiße Blutkörperchen, ferner Blutplättchen suspendiert sind. Die roten BlutKörperchen enthalten den Blutfarbstoff, das Haemoglobin.Blood consists of the protein-rich plasma in which as cellular elements red and white blood cells and platelets are suspended. The Reds Blood cells contain the blood pigment, hemoglobin.
Im Plasma finden sich neben anorganischen Salzen eine Reihe von Proteinen, nämlich Albumine, verschiedene Globuline und Fibrinogen.In addition to inorganic salts, a number of proteins are found in the plasma, namely albumins, various globulins and fibrinogen.
Im Verlauf der Blutgerinnung bildet sich -Katalysiert durch das Enzym Thrombin - aus dem löslichen Fibrinogen das unlösliche Fibrin, dessen feines Netzwerk alle Formelemente des Blutes, wie z.B. das Haemoglobin, einschließt.In the course of blood clotting, it forms -catalyzed by the enzyme Thrombin - from the soluble fibrinogen the insoluble fibrin, its fine network includes all elements of the blood, such as hemoglobin.
In der Praxis der Blutverarbeitung verhindert man die Blutgerinnung meist durch Zusatz ge- rinnungshemmender Salze. Aus derart stabilisiertem Blut erhält man beim Zentrifugieren ca. 70 ß Blutplasma mit 7 - 8 Gew.-,% Eiweiß, das auch auf Trockenplasma verarbeitet wird.In the practice of blood processing, blood clotting is prevented mostly by adding anti-coagulant salts. From such stabilized Blood is obtained by centrifuging approx. 70 ß blood plasma with 7 - 8 wt .-% protein, which is also processed on dry plasma.
Der verbleibende RücKstand der Plasmagewinnung (Blutkuchen) liefert Dickblut (Schwerblut).The remaining residue of the plasma collection (blood cake) supplies Thick blood (heavy blood).
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, beim Schlachten anfallendes Blut und Blutabfälle, die bis zu einem gewissen Grad als eine Belastung in oeKologischer Hinsicht zu bewerten sind, wegen ihres hohen potentiellen Nährwertes für die Ernährung oder für eine alternative Verwertung zu sichern. tVgl. D.M. Doty in Alternative Source Protein Anim. Prod. Proc. Symp. S. 62 -72 (1973)] Besonders problematisch gestaltet sich die Verwertung des Dick-Blutes, vor allem im Hinblick auf eine Verwendung in der menschlichen Ernährung.There has been no lack of attempts, blood from slaughter and blood waste, which to some extent is considered an ecological burden Respect are to be evaluated because of their high potential nutritional value for the diet or to secure it for alternative recovery. cf. DM. Doty in alternative Source Protein Anim. Prod. Proc. Symp. Pp. 62-72 (1973)] Particularly problematic the utilization of the thick blood is shaped, especially with a view to a use in human nutrition.
Es wurde gefunden, daß sich die im Blut nach der Schlachtung befindlichen bzw. aus dem Blut stammenden Proteine, insbesondere das im Dickblut befindliche Protein zu hochwertigen Hydrolysaten verarbeiten lassen, wenn man das genannte Proteinsubstrat mittels einer oder mehrerer Proteasen in einem pH-Bereich, in dem das Enzym ausreichende WirKsamKeit entfaltet, in Gegenwart von Harnstoff hydrolysiert.Those were found to be in the blood after slaughter or proteins derived from the blood, in particular those found in thick blood Let protein be processed into high-quality hydrolyzates if you use the protein substrate mentioned by means of one or more proteases in a pH range in which the enzyme is sufficient Effectiveness unfolds, hydrolysed in the presence of urea.
Das Proteinsubstrat kann dabei z.B. in Form des gewöhnlichen Schwerbluts ohne zusätzliche Vorbehandlung oder gegebenenfalls auch nach Vorbehandlung zur Anwendung Kommen.The protein substrate can be in the form of ordinary heavy blood, for example without additional pretreatment or, if necessary, also after pretreatment for use Come.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung sieht im allgemeinen das Erhitzen des Rohbluts auf eine Temperatur im Bereich von 90 - 1000C, im allgemeinen von ca. 950C vor. Allerdings wird auch bei nicht-denaturiertem Rohmaterial ein Abbau im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt.The method of the present invention generally sees this Heating the raw blood to a temperature in the range of 90-1000C, generally from approx. 950C before. However, even if the raw material is not denatured, there will be degradation determined in terms of the method according to the invention.
Als Enzyme für das erfindungsgemäße Verfahren kommen neutrale und saure Proteinasen, insbesondere aber alKalische Proteinasen infrage.The enzymes used in the process according to the invention are neutral and acidic proteinases, but especially alkaline proteinases.
Der Abbau wird zweckmäßig in dem pH-Bereich durchgeführt, in dem das bzw. die Enzyme ausreichende WirKsamKeit entfalten, in der Regel also in dem für das betreffende Enzym optimalen pH-Bereich.The degradation is expediently carried out in the pH range in which the or the enzymes develop sufficient efficacy, usually in that for the enzyme in question optimal pH range.
Die optimalen pH-Bereiche der einzelnen Enzyme sind bekannt0 AlKalische Proteasen haben im allgemeinen ein Wirkungsoptimum zwischen pH 8 und 13, neutrale Proteasen zwischen 6 und 8,5, saure Proteinasen zwischen 2 und 7.The optimal pH ranges of the individual enzymes are known0 alkalis Proteases generally have an optimum effect between pH 8 and 13, neutral Proteases between 6 and 8.5, acidic proteinases between 2 and 7.
Auch die übrigen Parameter werden beim erfindungsgemäßen Verfahren den für. das vorliegende Enzymsystem gebräuchlichen Bedingungen angepaßt.The other parameters are also used in the method according to the invention the for. the present enzyme system adapted to common conditions.
So wird die Temperatur beim enzymatischen Ansatz in der Regel zwischen Raumtemperatur und 700C, vorzugsweise zwischen 25 und 500C liegen.In the enzymatic approach, the temperature is usually between Room temperature and 700C, preferably between 25 and 500C.
Als Proteasen werden vorwiegend solche mitrobiologischen Ursprungs, insbesondere solche, die aus Bakterien oder Pilzen gewonnen werden, zur Anwendung Kommen.Proteases are mainly those of biological origin, in particular those obtained from bacteria or fungi are used Come.
Genannt seien alkalische Proteasen, die aus Bacillus-Arten wie z.B. Bacillus subtilis, Bacillus alcalophilus, Bacillus lichejformis, Bacillus cereus, Bacillus mycoides gewonnen werden, insbesondere die sogenannten Subtilisine !val. P.D. Boyer, H. Lardy und K. Myrbäck in ??The Enzymes" 5. Auflage, Bd. III, S. 566 ff., Academic Press, New Wort, 1975).Alkaline proteases derived from Bacillus species such as B. Bacillus subtilis, Bacillus alcalophilus, Bacillus lichejformis, Bacillus cereus, Bacillus mycoides are obtained, in particular the so-called subtilisins! Val. P.D. Boyer, H. Lardy and K. Myrbäck in "The Enzymes" 5th Edition, Vol. III, p. 566 ff., Academic Press, New Wort, 1975).
Weiter sind Enzyme aus Aspergillus- und Streptomyces-Arten im Sinne der vorliegenden Erfindung anwendbar. Genannt seien z.B. Asp.Also included are enzymes from Aspergillus and Streptomyces species of the present invention is applicable. For example, Asp.
oryzae, Asp. flavus, Asp. saitoi, Asp. parasiticus, weiter Streptomyces griseus.oryzae, Asp. flavus, Asp. saitoi, Asp. parasiticus, further Streptomyces griseus.
Vorteilhaft kann die Verwendung mehrerer Enzyme in Kombination sein, beispielsweise der Komplexe aus neutralen und alkalischen Proteasen und Begleitenzymen,wie sie aus den Mikroorganismen gewonnen werden.The use of several enzymes in combination can be advantageous, for example the complexes of neutral and alkaline proteases and accompanying enzymes, such as they are obtained from the microorganisms.
Weiter ist auch die Verwendung tierischer und pflanzlicher Proteinasen wie z.B. des Pepsins als einer sauren Protease und/oder des Papains und des Bromelains vorgesehen. Anstelle oder in Kombination mit Proteasen können auch Amylasen mit proteolytischer AKtivität insbesondere im sauren Reaktionsmedium angewendet werden. Die proteolytischen BegleitaKtivitäten der Amylasen sind in der Regel beKannt; solche Enzyme lassen sich mengenmäßig und in der sonstigen Anwendung technologie nach den für saure Proteasen angegebenen Daten behandeln. Genannt seien insbesondere die im sauren Gebiet verwendbaren PanKreas-, Pilz- und Bakterienamylasen. Die mengenmäßige Anwendung der genannten Enzyme bemißt sich nach ihrer Aktivität. Im allgemeinen wird der Anteil an den Enzymen im enzymatischen Ansatz bei 0,1 bis ca. 5 Gew.- liegen. Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die stativ geringe Dauer des enzymatischen Abbauschrittes. So genügt im allgemeinen ein Zeitraum von 1 bis 5 Stunden zur Durchführung des enzymatischen Abbaus, in der Regel 2bis 3 Stunden.There is also the use of animal and vegetable proteinases such as pepsin as an acid protease and / or papain and bromelain. Instead of or in combination with proteases you can also amylases with proteolytic activity, especially in the acidic reaction medium be applied. The proteolytic accompanying activities of the amylases are in the Usually known; such enzymes can be used in terms of quantity and in other applications Treat the technology according to the data given for acidic proteases. Be mentioned in particular the PanKreas, fungal and bacterial amylases that can be used in acidic areas. The quantitative application of the enzymes mentioned depends on their activity. In general, the proportion of the enzymes in the enzymatic approach is 0.1 to approx. 5 wt. It is particularly advantageous in the method according to the invention the short duration of the enzymatic degradation step. This is generally sufficient a period of 1 to 5 hours to carry out the enzymatic degradation in which Usually 2 to 3 hours.
Erfindungsgemäß wird dem enzymatischen Ansatz Harnstoff in einer Konzentration zwischen 0,01 Mol und 1 Mol/l zugesetzt, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,1 Mol/l.According to the invention, the enzymatic approach is urea in one concentration between 0.01 mol and 1 mol / l added, preferably between 0.01 and 0.1 mol / l.
Die Durchführung des enzymatischen Verfahrens kann im übrigen in bereinstimmung mit den üblichen Verfahrensbedingungen durchgeführt werden. Die Aufarbeitung geschieht in der üblichen Weise, beispielsweise durch InaKtivierung der verwendeten Enzyme, vorzugsweise durch (xurzfristiges) Erhitzen auf 90°C. Vorteilhafterweise wird das Hydrolysat durch Sieben von etwa vorhandenen Festbestandteilen und anschließend vom Wasser befreit, beispielsweise mittels Sprühtrocknung. Man erhält in der Regel ein nahezu farbloses Pulver, das sich'insbesondere auch dadurch auszeichnet, daß es wenig bis überhaupt nicht hygroskopisch reagiert.The enzymatic process can otherwise be carried out in agreement be carried out with the usual process conditions. The work-up is done in the usual way, for example by deactivating the used Enzymes, preferably by (short-term) heating to 90 ° C. Advantageously the hydrolyzate is made by sieving any solid components and then freed from water, for example by means of spray drying. You usually get an almost colorless powder, which is particularly characterized by the fact that there is little to no hygroscopic reaction.
Den wertvollsten Anteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkte bilden die Eiweißhydrolysate. Durch Verwendung von geeigneten Enzymgemischen lassen sich unterschiedliche Proteinhydrolysate herstellen, die sich hinsichtlich des Abbaugrades, d.h. der MoleKülgröße, unterscheiden. Man kann somit 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.The most valuable fraction of those obtained by the process of the invention Products form the protein hydrolysates. By using suitable mixtures of enzymes different protein hydrolyzates can be produced, which are different in terms of the degree of degradation, i.e. the molecular size. One can thus use the starting material Process into very homogeneous products depending on the intended use. The received Hydrolysates are characterized by reproducible uniformity and high quality compared to conventional protein hydrolysates.
Durch Kombination von Enzymart, EnzymKonzentration, Temperatur und Abbauzeit lassen sich lang-, mittel- oder KurzKettige Proteinhydrolysate gewinnen. Die proteolytische WirKsamkeit der Enzyme wird zwecKmäßig nach der sogenannten Löhlein Volhardmethode ("die Löhlein-Volhard'sche Methode zur Bestimmung der proteolytischen AKtivität, Gerbereitechnisches Taschenbuch, Dresden-Leipzig 1955) bestimmt und in "LVE" (Löhlein-Volhard-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. Für die AKtivitätsbestimmung der im sauren Bereich wirksamen Enzyme, die aus der Anson-Methode (M.L. Anson, J. Gen. Physiol. 22, 79 1939)) abgeleitet wurde, gilt: Die Einheiten werdenals "Proteinase-Units (Hamoglobin)" = UHb bezeichnet. Eine UHb entspricht derjenigen Enzymmenge, welche die Freisetzung von trichloressigsäure-löslichen BruchstücKen aus Hämoglobin äquivalent 1 Mol Tyrosin pro Minute bei 370C (gemessen bei 280 nm) katalysiert. 1 mUHb = 103u Hb Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren aer Erfindung erläutern ohne den na chge suchten Schutz auf diese Ausführungsart zu beschränKen.By combining the type of enzyme, enzyme concentration, temperature and Long-, medium- or short-chain protein hydrolysates can be obtained. The proteolytic activity of the enzymes is purposely based on the so-called Löhlein Volhard method ("the Löhlein-Volhard'sche method for determining the proteolytic Activity, tanning technology Paperback, Dresden-Leipzig 1955) determined and specified or determined in "LVE" (Löhlein-Volhard units). Under of an LVE unit is to be understood as the amount of enzyme that falls under the specific Conditions of the method digested 1.725 mg casein. For determining the activity of the enzymes effective in the acidic range, which are derived from the Anson method (M.L. Anson, J. Gen. Physiol. 22, 79 1939)), the following applies: The units are called "proteinase units (Hemoglobin) "= UHb. One UHb corresponds to that amount of enzyme which the release of trichloroacetic acid-soluble fragments from hemoglobin is equivalent 1 mol of tyrosine per minute at 370C (measured at 280 nm) catalyzed. 1 mUHb = 103u The following examples are intended to illustrate the process of the invention without the after seeking protection to be limited to this embodiment.
Beispiel 1 Verwendung alkalischer Proteasen 1 1 frisches Rinderblut (mit Gerinnungsschutz) wird zentrifugiert und das Blutplasma abgetrennt. Das verbleibende Schwerblut (ca. 450 g) wird mit Wasser wieder verdünnt im Verhältnis 1 : 3. Die erhaltene Suspension wird unter Bewegen (Rühren) auf ca. 950C etwa 15 - 20 Minuten erhitzt. Nach dem Abkühlen auf 600C stellt man mit ca. 3 %iger Natronlauge oder einem anderen Alkali einen pH von 10,5 bis 11,5 ein. Zu dem auf 600C gehaltenen Ansatz gibt man in Anteilen von ca. 2 Gew.-%, bezogen auf das ursprüngliche Schwerblutgewicht ein Gemisch aus 2 g alkalischer Bakterienproteinase aus Bacillus licheniformis (9000 LVE) 8 g Harnstoff 10 g Ammoniumsulfat und bewegt den Enzymansatz ca. 60 - 18o min bei 60°C. Anschließend wird durch Erhitzen auf 90 0C inaKtiviert. Anschließend wird abgesiebt und die verbleibende Lösung mit Essigsäure auf einen pH von ca. 6 eingestellt. Anschließend wird das Gut filtriert, abzentrifugiert und sprühgetrocknet Man erhält ein leicht gefärbtes, locKeres, nicht besonders hygroskopisches Produkt (ca. 11 g Ausbeute, bezogen auf das Frischblut).Example 1 Use of alkaline proteases 1 liter of fresh bovine blood (with anti-coagulation protection) is centrifuged and the blood plasma is separated off. The remaining Heavy blood (approx. 450 g) is diluted again with water in a ratio of 1: 3 The resulting suspension is stirred (stirring) at approx. 95 ° C. for about 15-20 minutes heated. After cooling to 600C, it is made with approx. 3% sodium hydroxide solution or another alkali has a pH of 10.5 to 11.5. To the one held at 600C Approach is given in proportions of approx. 2% by weight, based on the original heavy blood weight a mixture of 2 g of alkaline bacterial proteinase from Bacillus licheniformis (9000 LVE) 8 g urea 10 g ammonium sulphate and agitates the enzyme mixture for approx. 60 - 180 min at 60 ° C. It is then deactivated by heating to 90 ° C. Then will Sieved and the remaining solution adjusted to a pH of about 6 with acetic acid. The material is then filtered, centrifuged off and spray-dried. The result is a slightly colored, loose, not particularly hygroscopic product (approx g yield, based on the fresh blood).
Anstelle von Enzym aus Bacillus licheniformis kann z.B. mit gleich gutem Erfolg ein aus Bacillus subtilis, Bacillus alKalophilus, oder Bacillus mycoides gewonnenes Enzym verwendet werden.Instead of the enzyme from Bacillus licheniformis, e.g. good success one from Bacillus subtilis, Bacillus alKalophilus, or enzyme obtained from Bacillus mycoides can be used.
Beispiel 2 Verwendung saurer Proteasen Vorbereitende Arbeiten für das Schwerblut wie im vorangegangenen Beispiel 1 mit 5 1 Frischblut.Example 2 Use of acidic proteases Preparatory work for the heavy blood as in the previous example 1 with 5 1 fresh blood.
1 Teil DicKblut wird mit 3 Teilen Wasser 15 -20 min unter Bewegung auf ca. 950C erhitzt.1 part of thick blood is mixed with 3 parts of water for 15-20 min with agitation heated to approx. 950C.
Nach dem Abkühlen auf ca. 600c wird mit 80 zeiger Essigsäure auf pH 5 gestellt, dazu gibt man ca.After cooling to approx. 600c, acetic acid is added to pH with 80 pointer 5, add approx.
2 Gew.-, bezogen auf das DicKblut, eines Gemisches aus: 0,8 g saure Pilzproteinase aus Aspergillus oryzae (3000 LVE) 2,0 g Papain (160 mUHb/mg bei pH 7,5) 12,0 g Harnstoff 6, ob g Ammoniumsulfat und bewegt den Enzymansatz 3 - 4 Stunden bei 600C.2% by weight, based on the thick blood, of a mixture of: 0.8 g of acidic Fungal proteinase from Aspergillus oryzae (3000 LVE) 2.0 g papain (160 mUHb / mg at pH 7.5) 12.0 g urea 6, whether g ammonium sulfate and moves the enzyme mixture 3 - 4 hours at 600C.
Dann wird inaktiviert durch Erhitzen auf ca. 90°C.It is then inactivated by heating to approx. 90 ° C.
Nach dem Erkalten wird filtriert und abschließend wird das Gut sprühgetrocknet. Man erhält ein sehr helles lockeres, wenig hygroskopisches Produkt.After cooling, it is filtered and finally the material is spray-dried. A very light, loose, not very hygroscopic product is obtained.
Anstelle der sauren Enzyme aus Aspergillus oryzae Können mit gleieh gutem Erfolg auch solche aus Aspergillus saitoi, Aspergillus parasiticus u.ä.Instead of the acidic enzymes from Aspergillus oryzae you can use the same Good success also those from Aspergillus saitoi, Aspergillus parasiticus and the like.
verwendet werden.be used.
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1978
- 1978-10-02 DE DE19782842918 patent/DE2842918A1/en not_active Withdrawn
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