DE2908639A1 - Bakterien enthaltendes produkt zur verwendung in tierischen nahrungsmitteln und dessen herstellung - Google Patents
Bakterien enthaltendes produkt zur verwendung in tierischen nahrungsmitteln und dessen herstellungInfo
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Description
Bakterien enthaltendes Produkt zur Verwendung in tierischen Nahrungsmitteln
und dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Produkt, das zur heilenden oder prophylaktischen Behandlung von
Tieren nütslich ist ,indem es pathogene Bakterien im Intestinaltrakt
bekämpft oder die normale Mikroflora im
Intestinaltrakt aufrechterhält.
Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Produkts.
Es ist bekannt, daß die Behandlung von Infektionen mit Antibiotika beim Menschen und bei Tieren zu einer.Sterilisierung
des Intestinaltrakts führen kann, was Störungen der Darmfunktion.aur Folge haben kann, z.B. eine Diarrhöe.
Es ist ebenso bekannt, daß ein Ansteigen pathogener Bakterien
im Intestinaltrakt gev/öhnlich Darmkrankheiten verursacht
.
Für die Viehhaltung ist es äußerst wichtig, daß die Darmfunktion
der jungen Tiere normal ist. wenn das nicht der Fall ist, besteht das Risiko einer geringen Gewichtszunahme
und hoher Sterblichkeit.
908837/070?
Bei der bekannten Therapie mit Lactobacillus, die zur Normalisierung
der Darmfunktion Junger Tiere angewandt wird, ändern niclrk-pathogene, Milchsäure produzierende Bakterien
die Umweltbedingung im Darm auf eine Weise, die für pathogene
Bakterien ungünstig ist, wodurch deren Wachstum und die Produktion von Toxinen gehemmt wird. Zu diesem Zweck
v/urden geronnene Milchprodukte , '■' in letzter Zeit
jedoch in steigendem Maße gezüchtete Bakterien-Stämme
der Familie der Lactobacillaceen verwendet. Es ist auch berichtet worden, daß StreptocQccus faecium bei dem
niedrigen Darm-pH, der durch Streptococcus selbst verursacht
wird, mit haemolytischen Ooli-Bakterien konkurrieren kann.
Der Heilwert des letztgenannten Stammes ist gut bekannt, und es wäre von großem tfert, diesen oder andere Stämme mit
ähnlicher Aktivität auch für die prophylaktische Behandlung verfügbar zu machen, indem man sie in das Futter einarbeitet. Jedoch sind die Anforderungen, die ein Bakterienkonzentrat
für diesen Zv/eck erfüllen muß,, äußerst streng.
Es hat den Anschein, daß die Stabilität eines Bakterienkonzentrats,
auch wenn es an sich stabil ist, in ernstzunehniender Weise reduziert wird, wenn es mit bestimmten Vormischungen
verarbeitet wird, besonders V wenn er im Gleichge- .
wicht ist mit Luft hoher Feuchtigkeit, z.B. mit 65/^ relativer Feuchtigkeit.
Bei dem Verfahren des Pelletierens von Futter wird das Futter
Dampf und Druck ausgesetzt, wodurch ein Ansteigen. seiner Temperatur erfolgt, so daß in Futterpräparaten, die lebende
Bakterien enthalten, die Zahl der Bakterien während des Pelletierens von Futter auf katastrophale v/eise reduziert
wird.
909837/070?
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Konzentrate
lebender Bakterien herzustellen, die stabil genug sind, um das Pelletieren von Futter auszuhalten. Dieses Ziel
wird durch Einkapseln von Konzentraten lebender Bakterien mit solchen Hilfsmitteln und auf solche 'v/eise erreicht,
daß das überzogene Produkt bei der herrschenden Luftfeuchtigkeit in eine Vormischung gemischt werden kann, ohne eine wesentliche
Beeinträchtigung der Stabililät. Futter, das eine
solche Vormischung enthält, kann dann pelletiert werden, und die Abtötung der Bakterien durch das Pelletieren kann bei
einem annehmbaren Maß gehalten \?erden.
Im besonderen werden die Bakterien in einer Hilfssubstanz
eingekapselt, die ,im G-leichgewicht mit Luft hoher relativer
Feuchtigkeit, nur eine geringe Menge an Wasser enthält. Das Produkt wird zu Partikeln mit geeigneter Größe geformt
und mit einer physikalischen Widerstandsfähigkeit versehen, die ausreicht, um äußeren Einflüssen während des Mischens
mit dem Futter und v/ährend des Pelletierens des Produkts
zu widerstehen. Auf diese Weise v/erden die meisten Bakterien andauernd durch das Hilfsmittel eingeschlossen sein, und
lediglich eine kleine Zahl wird direkten Kontakt mit den anderen Zusätzen in der Vormischung haben.
Besonders gute Ergebnisse im Hinblick auf das Überleben während des Sinkapselns und der Herstellung der Vormischung
wurden erhalten, wenn die eingekapselten Bakterien von einem der Stämme Streptococcus faecium. Streptococcus
faecalis und Lactobacillus acidophilus waren.
Die für das Einkapseln der Bakterien zu verwendende Hilfssubstanz itfird aus Substanzen ausgev/ählt, die nicht bakterizid
und im wesentlichen nicht toxisch sind, die bei Zimmertemperatur fest sind und vorzugsweise zumindest teilweise bei der
909837/07Of
"It
Temperatur schmelzen, die im lutter während des Pelletierverfahrens
erreicht v/erden, da der Wärmeverbrauch beim Schmelzvorgang
einer Reduzierung der Temperatur entgegenkommt, der die Bakterien während des Verfahrens ausgesetzt sind. Aus
dem gleichen Grund sollten bei der Wahl der Hxlfssubstanzen die vJärmeleitfähigkeiten beachtet v/erden.
Vorzugsweise zu verwendende Hxlfssubstanzen sind Polyäthylenglykoife,
feste Fette, einschließlich Fettsäure monoglyderide, freie Fettsäuren, Fettalkohole, einschließlich äthoxylierter
Fettalkohole, und Zucker: , entsprechend den obengenannten Kriterien.
Ganz besonders gut geeignete Hxlfssubstanzen sind die festen und halbfesten Polyäthylenglykole, die unter dem Viarenzeichen
"Carbowax" auf dem Markt sind.
Ganz allgemein werden die für die Verwendung zum Einkapseln geeigneten Hxlfssubstanzen in einem gewissen Maß hydrophil
sein, und es sollte darauf geachtet werden, daß Substanzen ausgewählt werden, die nur einen geringen Gehalt an Wasser
haben, da ein hoher Wassergehalt die Stabilität des Bakterienpräparats verringert.
Um diese Wirkung des Wassergehalts zu veranschaulichen, wurden
vier Produkte mit unterschiedlichem ./assergehalt hergestellt,
wobei- der Wassergehalt eines jeden Produkts im Gleichgewicht mit 65?j relativer Luftfeuchtigkeit war. Die Stabilität der vier
Produkte wurde mit derjenigen eines unbehandelten Bakterienkonzentrats
verglichen. Alle Experimente wurden bei 65;j relativer
Luftfeuchtigkeit und in einer Vitaicin-Mineral-Vormischung
durchgeführt, bei der sich gezeigt hatte, daß sie besonders aggressiv gegen Bakterien .war. Die Ergebnisse sind
in Tabelle Λ gezeigt und die Zusammensetzung der Vitamin-Mineral-Vormischung
zeigt die Tabelle 2.
909817/070?
Gleichgewichts Wassergehalt bei 65/έ relativer
Luftfeuchtigkeit Durchschnittliches Absinken der Zahl lebender Bakterien
pro V/oche, 9-12 lochen in Prozent
Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 Produkt 4 Unbehandelt
9,7 3,8
0,9 S25& 24$
Vitamin A 5OO,OOOIE/g Vitamin A 5QO,OOOIS/g +
Vitamin D5 167,000IS/s
Vitamin Ε-adsorb. 5C$
Vitarain B^p, 1000 mg/kg
liiacin CaIc iumpant othenat
Pyridoxin-Höl Riboflavin
Thiaminuononitrat Lysin
Methionin Kobalt.sulfat Zinkcarbonat Manganoxid
Kupfersulfat
Eisen (H)-SuIf at CaIc ium-I4agnesiumcarbonat
Futterweizeninehl
Lactiferm " (Strept.faeciumkonzentrat) 1,5* s
| O | ,67 | g |
| 12 | ,00 | |
| 4 | jÖO | S |
| . 3 | roo |
σ
ο |
| 3 | ,00 | g |
| O | T80 | S |
| O | 780 | g |
| O | ,40 | S |
| 48 | 7oo | g |
| 32 | yOO | S |
| O | 740 | g |
| 14 | 76O | g |
| 12 | j40 | S |
| 40 | yOO | S |
| 25 | .00 | ε |
| 400 | roo | g |
| 399 | 7oo | g |
| 2 | .00 | |
| 1000 | ,00 | S |
909837/070?
Die Tabelle 1 zeigt, daß das Absinken der Zahl lebender Bakterien im Präparat umgekehrt proportional zum Wassergehalt
der Hilfssubstanz ist, und daß der Wassergehalt am besten 4$ nicht überschreitet und günstigstenfalls
unterhalb *$% liegen soll.
Wie oben dargelegt, muß die Hilfssubstanz eine nichtbakterizide und nichttoxische Substanz mit einem niedrigen Gleichgewichts
,/assergehalt bei 65$ relativer Feuchtigkeit sein. Zusätzlich
kann ein kleiner Gehalt eines inerten Zusatzes, z.B. eines Bindemittels, zweckmäßig sein. ;'/enn die Hilfssubstanz
nicht sofort fest wird, kann ein Pulver mit Talk oder anderen Hilfsmitteln zugegeben i^erden.
In der unten dargestellten Tabelle 3 ist das prozentuale Absinken der Zahl lebender Bakterien pro Monat gezeigt, wobei
verschiedene Kapselsubstanzen, Bindemittel und Pulver angewandt wurden, und die Produkte bei normaler Umgebung gelagert
wurden.
Kapselmaterial Bindemittel Pulver Absinken der Zahl
lebender Bakterien pro Monat in Prozent
| Zucker | Hydroxyäthyl- cellulose |
Talk | 6/0 |
| Zucker | Hydroxyäthyl- cellulose |
Getreide bzw. Maisstärke, hydrophil |
92 |
| Zucker | Agar | Lactose | s% |
| Zucker | Gelatine | Talk | 5* |
| Stearinsäure·» monoglycerid |
4?ό | ||
| Palmitinsäure | 5# | ||
| gehärtetes PalmkernÖl | 1# | ||
| Polyäthylenslycol 6000 | 24* | ||
| Unverkapselt | |||
909837/070?
Es sind weiter Tests durchgeführt worden, um die Stabilität von Produkten zu bestimmen, die verschiedene Bakterien
enthalten, die Jeweils mit der gleichen Hilfssubstanz zusammen mit einer Mischung von Vitaminen und Mineralien, wie
sie in Tabelle 2 erläutert ist, eingekapselt sind, und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65$ gelagert werden.
Bas Kapselmaterial war Zucker mit Hydroxyäthylcellulose als Bindemittel und behandelt mit Talkpulver. Die Ergebnisse
der Tests sind in der untenstehenden Tabelle 4- dargestellt.
Bakterien Absinken lebender Bakterien
pro Monat
Streptococcus faecium 19$
Lactobacillus acidophilus 34-$
Streptococcus faecalis 39$
Streptococcus faecium mit Vitaminen und Mineralien gemischt, jedoch unverkapselt
70$
Die vorliegenden Bakterienprodukte können direkt in tierisches Futter gemischt werden. In der Praxis ist es jedoch im allgemeinen
vorzuziehen, daß die lebenden Bakterien, die zusammen mit Vitaminen und Mineralien verkapselt wurden, in einer
Vormischung mit nur einem Teil des Futters verarbeitet v/erden,
wobei die Vormischung günstigerweise in pelletierter Form vorliegt. Die Pellets können dann mit dem Rest des Futters
gemischt werden, wodurch gesichert wird, daß die lebenden Bakterien im wesentlichen gleichmäßig im Futter verteilt werden,
Dies ist für ein kontrolliertes Dosieren für jedes einzelne Tier nötig.
Die Herstellung der vorliegenden Bakterienprodukte wird im allgemeinen auf die folgende Weise durchgeführt. Ein Konzen-
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trat lebender Bakterien wird in einem geschmolzenen oder gelösten Kapselmaterial bei einer Temperatur, die 1PO0G
nicht überschreitet, dispergiert. Das genannte Material hat einen geringen Wassergehalt im Gleichgewicht mit Luft
hoher relativer Feuchtigkeit. Danach wird die Dispersion durch Zerstäuben in einem Luftstrom gekühlt.
Wenn ein viasserlösliches Kapselmaterial, z.B. Zucker, zusammen
mit einem löslichen Bindemittel verwendet wird, kann es ratsam sein, die Partikel, die die lebenden Bakterien
enthalten, mit einer hydrophoben Substanz, z.B. Talk, zu bestäuben, die in einem gewissen Maße gegen den Einfluß
des Dampfes während des Pelletierens schützt. Der Talk kann beispielsweise in einem kalten Luftstrom enthalten
sein, der zum Kühlen der zerstäubten Dispersion dient.
V/endet man Kapselmaterial an, das bei Zimmertemperatur fest ist, aber unterhalb ?O°0 schmilzt, wird auf der einen Seite
sichergestellt, daß die Bakterien nicht wesentlich während des Dispergierens in dem geschmolzenen Material vernichtet
werden, andererseits wird durch das Schmelzen des Materials Wärme verbraucht, falls dieser SchmelzVorgang während des
Pelletierens eintritt. Das Kapselmaterial wii'kt auf diese
V/eise wie ein Puffer gegen das Anwachsen der Temperatur während des Pelletierens.
Durch die folgenden Beispiele v/erden geeignete Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens erläutert.
2 kg derMischung, wie sie in Tabelle 2 dargestellt ist, die
380 χ 107 Bakterien pro g enthält, werden in 3 1 wasser
bei Zimmertemperatur verrührt.
809837/070?
In einem anderen Gefäß werden 12 kg Zucker in 7 1 Wasser
bei 60°0 gelöst, und eine vorher zubereitete Lösung von 17 g Agar} in 0,5 1 kochendem Wasser gelöst, zugegeben.
Daraufhin wird der dünnflüssige Brei der Bakterien enthaltenden Mischung in die Lösung von Zucker und Agar gemischt,
wobei die Temperatur der erhaltenen Mischung bei 52-53°ö liegt.
Mit Hilfe eines Zentrifugenzerstäubers, wird die Mischung dann in einer Rate von 0,71/min in einer Spraykammer zerstäubt,
und zwar im Gegenstrom zu Luft mit Zimmertemperatur, die ein Pulvermittel enthält, z.B. hydrophobe ■ Maisstärke.
Die Spraykammer ist mit einer Flüssigbett-Einheit kombiniert, in der das Produkt getrocknet 'wird, "und ein Überschuß an
Pulvermittel weggeblasen wird.
Man erhält 14-, 35 kg mit einem Gehalt von 40 χ 10° Bakterien
pro g. Der Gehalt an Pulvermaterial ist näherungsweise
Auf diese ,/eise v/erden die Produkte der Tabelle 3 hergestellt,
die Zucker als Kapselmaterial haben.
150 g von 2OM Carbowax werden geschmolzen und bei 600G gehalten,
während in die geschmolzene Masse 1,5 S eines Konzentrates
von Streptococcus faecium, das 360 χ 107 Bakterien
pro g enthält, gerührt werden. Die geschmolzene Masse läßt man dann fest werden, indem man sie in einer dünnen Schicht
auf eine kalte Platte gießt. Das erhärtete Produkt wird dann zerkleinert und durch ein Gitter mit der Maschenweite
von 0,4-2 mm (US Mesh 40) gesiebt.
22,7 g des so erhaltenen Produkts,·das 2,2 χ 10° Bakterien
pro g enthält, werden in 100 kg Futter gemischt und-dann auf industrielle Weise pelletiert.
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2S08639
Auf diese Weise wurden die in der untenstehenden Tabelle 5 gezeigten Produkte hergestellt, die in Carbcwax verkapselt
und sowohl mit als auch ohne Talk behandelt wurden. Die Tabelle zeigt, daß das Einkapseln die Stabilität des Bakterienkonzentrates
während des Pelletierens verbessert.
| Bakterienkonzentrat, | Zahl lebender Bakterien pro s; | nach dem Pelle tieren |
| behandelt mit | vor dem Pelletieren | 29,000 |
| Talk alleine | 500,000 | 166,000 |
| 2OM Carbowax alleine | 500,000 | 120,000 |
| Talk und Carbowax | 500,000 | 13,000 |
| Unbehandelt. | 500,000 | |
| Beispiel 3 |
Auf die gleiche V/eise, wie in Beispiel 1 beschrieben, wird eine Dispersion hergestellt, bestehend aus:
40 5 g der Mischung aus Tabelle 2 608 g Zucker
1,6g Hydroxyäthylcellulose und
375 g Wasser
Diese Disperson wird in einem kalten Luftstrom, der Talk enthält,
zerstäubt.
450 g des erhaltenen Produkts werden mit einer Lösung aus
450 g Carbowax 4000 in 450 g Aceton angefeuchtet, mit 35O g
Talk gemischt und getrocknet.
Das erhaltene Produkt enthält 0,97 x "Ό Bakterien pro g.
909837/0707
2908633
619 S dieses Produkts werden in 20 kg Weizenschrotmehl,
das für Futterzwecke geeignet ist, gemischt. Diese Vormischung wird in 3000 kg einer Futtermischung gemengt.
Daraus werden dann die Futterpellets hergestellt.
Die Tabelle 6 zeigt die Lebensfähigkeit der Bakterien in
diesen Pellets, verglichen mit einem vergleichbaren Produkt,
in dem die Bakterien nicht verkapselt worden sind.
In Carbowax und Talk Unverkapselte verkapselte Bakterien , Bakterien
Zahl der lebenden
Bakterien pro g 200.000 200.000
Unmittelbar nach
dem Pelletieren 62.000 5.900
üach 5 "./ochen $6.000 1.400
Nach 10 V/ochen 40.000 1.300
Nach 15 V/ochen 26.000 1.500
Es wurden weiterhin Tests durchgeführt, bei denen verschiedene
Formen des Einkapseins verwendet wurden, um den prozentualen Verlust lebender Bakterien beim Pelletieren zu bestimmen.
Die Tests i*rarden durchgeführt mit einer Mischung, wie sie
in Tabelle 2 gezeigt ist, und die verschiedenen Produkte wurden verkapselt, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist.
Die erhaltenen Produkte x-rarden mit Futter gemischt und kochendem
Wasser verrührt, im Verhältnis 1 g des Bakterienprodukts zu 100 g Futter und 25 g kochendem Wasser. Die
V/ärmemischung (56°C) wurde pelletiert, wobei die Temperatur
auf 58,5°G anstieg.
809837/070?
Tabelle 7 zeigt die Kapselmaterialien und den Verlust an
Bakterien durch, das Pelletieren .
Verlust an lebenden Kapselmaterial Bindemittel Pulver Bakterien während
_________>____^ des Pelletierens
Cetylalkohol
Zucker mit 20$
Polyäthylenglykol 'Talk 0%
Zucker ' Agar Polyäüry-
lengljkol
Ithoxylierter " und Talk
Pettalkohol
Unverkapselt
Ö09837/07Q7
<3"
Claims (6)
1. Produkt zur Verx-rendung als Zusatz zu tierischem Futter,
wobei das Produkt lebende Bakterien enthält, die in günstiger Weise die Mikroflora des Intestinaltrakts von Tieren
beeinflussen, dadurch gekennzeichnet , daß die Bakterien in einem Material verkapselt sind, das
einen geringen Wassergehalt im Gleichgewicht mit Luft hoher relativer Feuchtigkeit hat, wobei das genannte
Material geeignet ist, die Bakterien im Yerdauungstrakt
der Tiere freizusetzen.
2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es verkapselte Bakterien einer der Spezies Streptococcus faecium, Streptococcus faecalis und Lactobacillus
acidophilus enthält.
3· Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kap selmaterial Polyäthylenglykol,
festes Fett, einschließlich Fettsäuremonoglyderiden, freie
Fettsäure, Fettalkohol, einschließlich äthoxyliertem Fettalkohol oder Zucker ist.
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MONAPAT
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4. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der V/assergehalt des Kapselmaterials
typ nicht übersteigt und vorzugsweise niedriger als
1?a ist.
5. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e kennzeichnet
, daß die verkapselten Bakterien, zusammen mit Vitaminen, Mineralien und Futter !component en
die Form von Pellets haben.
6. Verfahren zum Herstellen eines Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,
daß ein Konzentrat lebender Bakterien, wie sie im Anspruch beschrieben sind, in geschmolzenem oder gelöstem Kaosel-
o material mit einer Temperatur, die 70 G nicht übersteigt,
dispergiert wird, und die Dispersion dann durch leinzerstäuben in einem Luftstrom gekühlt wird, wobei dieser IaIk
oder anderes feinkörniges Pulvermaterial enthalten kann»
909857/070?
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| GB911578 | 1978-03-08 |
Publications (1)
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1979
- 1979-02-22 DK DK76779A patent/DK76779A/da unknown
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