DE60016668T2

DE60016668T2 - Verfahren zur Behandlung von Kolostrum

Info

Publication number: DE60016668T2
Application number: DE60016668T
Authority: DE
Inventors: Neda Ehsani; Ari Hemminki
Original assignee: Novatreat Oy
Current assignee: Novatreat Oy
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP3616955B2; CA2309226A1; FI110752B; EP1055372A2; FI991186A0; ES2234552T3; JP2001017078A; ATE284619T1; PT1055372E; DK1055372T3; DE60016668D1; FI991186A; EP1055372A3; US6426109B1; EP1055372B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung bioaktiver Kolostrum-Bestandteile. Genauer gesagt, richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Behandlung von Kolostrum zur Reduzierung des Bioburden unter Aufrechterhaltung eines hohen aktiven Proteingehalts. Die Erfindung ist auch auf das durch das Verfahren behandelte Kolostrum und seine Verwendung gerichtet.
Hintergrund der Erfindung
Kurz nach der Geburt produzierte Milch wird Kolostrum genannt. Diese besondere Milch enthält etwa 20-mal mehr Protein als später erzeugte Milch. Daher ist Kolostrum eine ausgezeichnete Quelle für viele wertvolle Proteine, beispielsweise biologisch aktive Proteine, wie Wachstumsfaktoren und insbesondere Immunglobuline. Das Kolostrum kann daher als Quelle für die wertvollen Proteine, zum Beispiel in Lebensmitteln oder klinischen Zubereitungen, dienen. Jedoch ist das Kolostrum häufig durch eine große Menge Bakterien und anderes Zellmaterial verunreinigt, was in einem Produkt, das als Lebensmittel oder klinisches Produkt bezeichnet ist, nicht zulässig ist.
Die herkömmliche Art und Weise zur Reduzierung des Bioburden von Milch ist die Pasteurisierung und Ultrahoch-Erhitzungsbehandlung, d. h. die Milch wird für einen kurzen Zeitraum Hitze ausgesetzt. Jedoch zerstört die Hitzebehandlung nicht nur die in der Milch vorhandenen Mikroorganismen, sondern denaturiert auch die wertvollen biologisch aktiven Proteine. Kolostrum ist für eine Hitzebehandlung besonders ungeeignet, da der hohe Proteingehalt es bei erhöhten Temperaturen koagulieren lässt. Ein Verfahren zur Reduzierung des Bioburden von Kolostrum durch Zentrifugieren ist in WO97/16977 beschrieben. Allerdings erfordert eine wirksame Reduzierung von Bakterien eine so hohe Gravitationskraft, dass Proteine zusammen mit anderen in einer proteinreichen Lösung vorhandenen Teilchen ausgeschieden werden könnten.
Andere Verfahren zur Reduzierung mikrobieller Verunreinigungen in Milch sind Gammabestrahlung ( US 4 784 850 ) und eine Behandlung mit β-Propiolacton ( US 3 911 108 ). Auch diese Verfahren zeigen die Tendenz, Proteine in einem gewissen Ausmaß zu denaturieren. Sterilfiltration ist ein noch weiteres Verfahren zur Entfernung von Mikroben aus Milch ( US 5 256 437 ; US 5 683 733 ; Pedersen P.J. (1991), IDF-Spezialausgabe Nr. 9201. Microfiltration for the Reduction of Bacteria in Milk and Brine, in New Applications of Membrane Processes, 33–50; Osterland N., New Developments in Membrane Processing, IDF 25th International Dairy Congress, 21.–24. Sept. 1998, Aarhus, Dänemark; und Rosenberg M. (1995), Trends in Food Science & Technology, 6:12–19). Eine Filtration wurde auch zur Trennung unterschiedlicher Bestandteile in Milch, wie zum Beispiel entrahmter Milch und mit Sahne angereicherter Anteile ( US 4 140 806 ), und gelöster und ungelöster Bestandteile in Milch ( US 5 028 436 ) angewendet. Die Filtration beeinträchtigt die Proteine normalerweise nicht wesentlich, aber die Filter faulen schnell. Dies stellt insbesondere ein Problem bei proteinreichem Kolostrum dar, bei dem das Kasein die Filter leicht verstopft.
Das Problem verstopfter Filter wurde bisher gelöst, indem Kasein teilweise oder vollständig aus dem Kolostrum entfernt wurde und/oder indem das Kolostrum vor dem Filtrieren verdünnt wurde. Kasein kann durch entweder Säure- oder enzymatische Abscheidung und Zentrifugieren zum Erhalt von Molke ( US 4 644 056 und GB 1 573 995) entfernt werden. Die US 5 670 196 offenbart ein Verfahren zur Mikrofiltration von Kolostrum, bei dem entfettetes Kolostrum zunächst gesäuert wird, um Kasein abzuscheiden, das durch Zentrifugieren entfernt wird, und dann wird die Molke durch einen geladenen Tiefenfilter gefiltert, um den Gehalt an Mikroorganismen zu verringern. Die US 5 707 678 ist auf ein ähnliches Verfahren gerichtet, bei dem Kasein entfernt wird, wonach die gesäuerte Molke zuerst ultrafiltriert und dann mikrofiltriert wird. Der Hauptnachteil dieser Verfahren liegt darin, dass große Mengen wertvoller Antikörper und anderer Proteine dazu neigen, zu sammen mit dem Kasein abgeschieden zu werden. Außerdem ist die Entfernung von Kasein ein arbeitsintensiver, zeit- und kostenaufwändiger Vorgang.
Die US 5 147 548 offenbart ein Verfahren zur Sterilfiltration von Kolostrum ohne vorherige Entfernung des Kaseins. Das gegebenenfalls entfettete Kolostrum wird auf einen pH-Wert von unter 3,5 gesäuert. Das Kasein wird bei einem pH-Wert von 5 bis 4 abgeschieden, kehrt aber in Lösung zurück, wenn der pH weiterhin fällt. Es wurde festgestellt, dass die saure Lösung sich so stark von dem ursprünglichen Kolostrum unterscheidet, dass sie entweder als solche oder nach ihrer Rückneutralisierung auf ihren ursprünglichen pH-Wert sterilfiltriert werden konnte. Der verwendete Filter ist ein Tiefenfilter oder ein Membranfilter. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kolostrum vor dem Säuern in eine Natriumchloridlösung verdünnt. Jedoch weist auch dieses Verfahren Nachteile auf. Die Immunglobuline werden bei einem niedrigen pH-Wert leicht inaktiviert. Ferner ist die Kaseinabscheidung nicht vollständig umkehrbar, was ebenfalls zu einem Proteinverlust führt, und die Verdünnung des Kolostrums erhöht die Verfahrenszeit und -kosten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches, wirksames und ökonomisches Verfahren zur Reduzierung des Bioburden von Kolostrum zur Verfügung zu stellen, ohne die darin enthaltenen Proteine wesentlich zu beeinträchtigen. Das Verfahren sieht die Eliminierung mikrobieller Verunreinigungsstoffe ohne wesentlichen Verlust des hohen und vielseitigen biologisch aktiven Proteingehalts und/oder der Proteinaktivität vor. Somit ermöglicht das Verfahren die wirksame Reduzierung des Bioburden unter Bewahrung der maximalen Immunglobulinaktivität, insbesondere von IgG. Es ist keine vorherige Abscheidung von Kasein oder eine Verdünnung oder Zugabe von Salzen/Säuren/Basen oder anderen Chemikalien notwendig und es gibt keine Temperaturdenaturierung der vorhandenen Antikörper.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Kolostrumzubereitung von hohem hygienischem Standard zur Verfügung zu stellen, die sich als Nahrungsmittel oder klinischer Artikel qualifiziert. Die Kolostrumzubereitung kann in Form eines Ge tränks oder Nahrungsmittels oder in Trockenform zur Förderung der Gesundheit oder zur Behandlung oder Verhinderung von Störungen eingesetzt werden, die durch Immunglobuline oder zusätzliche Kolostrumproteine geheilt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass ein einfaches Filtersystem die Reduzierung des Bioburden von Kolostrum ohne eine Vorbehandlung in mehreren Schritten und den Verlust der Proteinaktivität erlaubt. Die Ziele der vorliegenden Erfindung können somit durch ein Verfahren zur Behandlung von Kolostrum erreicht werden, welches Verfahren gekennzeichnet ist durch:

(a) Auffangen von Kolostrum;
(b) Entfetten des Kolostrums;
(c) Ausführen einer Querstrom-Mikrofiltration (CFMF) des entfetteten Kolostrums unter Verwendung einer Tangentialströmungsfilter- (TFF)-Einrichtung mit offenen Kanälen und eines Filters mit einer Porengröße von 0,1 bis 0,5 μm; und
(d) Wiedergewinnen des Filtrats.

Das Kolostrum der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Verfahren der Erfindung behandelt wird.
Die Erfindung ist ferner auf die Verwendung des behandelten Kolostrums zur Herstellung klinischer Nährstoffzubereitungen, funktioneller Lebensmittel oder Nahrungsergänzungen, die das Kolostrum aufweisen, gerichtet.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird Kolostrum von einem Säuger gesammelt, der jeder beliebige Säuger sein kann, zum Beispiel eine Ziege oder ein Schaf, aber bevorzugt ist er eine Kuh. Vorzugsweise ist der Säuger zuvor gegen einen Krankheitserreger immunisiert oder hyperimmunisiert worden, wodurch Kolostrum erhalten werden kann, das zur Behandlung oder Verhinderung der durch den Krankheitserreger verursachten Krankheit eingesetzt werden kann. Das Kolostrum wird kurz nach der Geburt aufgefangen, wenn der IgG-Gehalt am höchsten ist, gewöhnlich binnen drei Tage und vorzugsweise binnen 48 Stunden nach der Geburt. Das Kolostrum wird normalerweise, aber nicht notwendigerweise, eingefroren und dann vor dem Verarbeiten vorsichtig aufgetaut, wobei hohe Temperaturen vermieden werden sollten. Das Fett wird auf beliebige konventionelle Weise, gewöhnlich durch Zentrifugieren, von dem Kolostrum getrennt. Bevorzugt wird die erhaltene entrahmte Milch dann beispielsweise durch Vorfiltern durch einen Tiefenfilter oder einen Membranfilter zur Entfernung eventueller Klumpen vor dem Schritt der Querstrom-Mikrofiltration gereinigt. Geeignete Filtermedien sind zum Beispiel Polypropylen, regenerierte Cellulose oder Polyethersulfon mit einer Porengröße von 0,1–150 μm, gewöhnlich etwa 0,5–50 μm.
Mikrofiltration (MF) ist ein mit Druck betriebenes Trennungsverfahren, bei dem Membranen mit einer gegebenen Porengröße verwendet werden, um Bestandteile in einer Lösung oder Suspension auf der Basis ihres Größenunterschieds zu trennen. Obwohl größere Teilchen durch den Einsatz von Nicht-Membran- oder Tiefenfiltern entfernt werden können, kann nur ein Membranfilter mit einer präzise definierten Porengröße eine quantitative Rückhaltung sicherstellen. Die konventionelle MF ist ein Dead-end- („Sackgassen-") Verfahren, bei dem die Lösung vertikal durch die Membran gegeben wird. Die Teilchen, die zu groß sind, um durch die Poren hindurchzugehen, werden auf der Membranoberfläche zurückgehalten, wodurch der Filter schnell verstopft. Eine Entwicklung der MF ist die Querstrom-Mikrofiltration (CFMF), bei der die zurückgehaltene Lösung tangential über die Membranoberfläche zirkuliert. Der Querstrom ist die Geschwindigkeit, mit der das Material über die Membranoberfläche fließt, und sie ist von Bedeutung, da sie eine Anzahl Kräfte erzeugt, die dazu neigen, die abgelagerten Schichten von der Membranoberfläche zu entfernen, und die somit dazu beitragen, die Membran sauber zu halten.
Bei der Querstrom-Mikrofiltration bezeichnet Permeat oder Filtrat die Lösung, die durch die Membran hindurchgegangen ist, Retentat die von der Membran zurück gehaltene Lösung oder Suspension und Fluss die Filtratströmung durch die Membran.
Die Mikrofiltration des entfetteten Kolostrums gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch eine Querstrom-Mikrofiltration (CFMF) unter Verwendung einer Tangentialströmungsfilter- (TFF)-Einrichtung ausgeführt. TFF-Membraneinrichtungen können linear oder turbulenzgefördert sein, je nach dem Entwurf des tangentialen Strömungskanals für die Materialströmung. So genannte Offenkanal-Einrichtungen weisen gerade Offeneinspeisungsströmungskanäle auf, die eine laminare Strömung in den Kanälen erlauben, wohingegen die turbulenzgeförderten, so genannten Dünnkanaleinrichtungen Einspeisungsströmungskanäle aufweisen, die zum Beispiel ein Sieb enthalten, welches die Turbulenz begünstigt. Die Offenkanal-Einrichtungen werden in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet. TFF-Offenkanal-Einrichtungen sind zum Beispiel von Millipore Corp., Bedford, MA, USA (Prostak^TM) erhältlich.
Die in der Offenkanal-Einrichtung zu verwendende Membran ist eine Flachfolienmembran, die eine Porengröße aufweist, welche es verhindert, dass Bakterien und andere Mikroorganismen in das Filtrat gelangen, aber die gewünschten Proteine, zum Beispiel IgG, eindringen lässt. Eine geeignete Porengröße für diesen Zweck liegt zwischen 0,1 – 0,5 μm, vorzugsweise 0,2 – 0,45 μm und insbesondere bei etwa 0,2 μm. Die Filter können beispielsweise Polysulfon, Cellulose oder insbesondere auf Fluorkohlenwasserstoffpolymer basierende Membranen sein. Polyvinylidenfluorid- (PVDF)-Membranen sind für die CFMF von Kolostrum besonders geeignet und am meisten bevorzugt sind PVDF-Membranen, die hydrophiliert worden sind.
Zur Vergrößerung des Filterbereichs und Beschleunigung des Filtratflusses können mehrere Filtereinrichtungsmodule kombiniert werden. Normalerweise werden 100–200 Liter Kolostrum mit einer Kapazität von 10–50 l/m²h, vorzugsweise 20–40 l/m²h und insbesondere etwa 25 l/m²h, bei einem Druck von etwa 0,5–3 bar, vorzugsweise 0,8–2 bar und insbesondere 1 bar, gefiltert. Es wird das Filtrat gewonnen, das die aktiven Proteine enthält, aber im Wesentlichen frei von bakteriellen oder anderen mikrobiellen Verunreinigungsstoffen ist. Optional wird das querstrom-mikrofiltrierte Kolostrum schließlich durch konventionelle Mikrofiltration durch eine Membran von 0,2–0,45 μm sterilfiltriert, um ein steriles Endprodukt sicherzustellen.
Oft ist es wünschenswert, das gefilterte Kolostrum zu konzentrieren, um die fraglichen Proteine anzureichern und gegebenenfalls Salze zu entfernen. Dies kann auf eine an sich bekannte Weise geschehen, zum Beispiel durch Ultrafiltration oder Umkehrosmose, je nach der Beschaffenheit des Proteins. Schließlich ist es möglich, das gefilterte Kolostrum zu trocknen, beispielsweise durch Lyophilisierung. Alternativ kann das Kolostrum sprühgetrocknet werden, und zwar bei geregelter Temperatur, um eine Proteindenaturierung zu vermeiden. Das getrocknete Kolostrum kann entweder beispielsweise verkapselt und als solches verwendet werden oder es kann vor dem Verbrauch in einer wässrigen Lösung gelöst werden.
Um die Anzahl der Mikroben niedrig zu halten, sollte das Verfahren bei einer niedrigen Temperatur ausgeführt werden. Für die Fetttrennung ist eine Temperatur von etwa 40°C geeignet, aber das übrige Verfahren wird bei geringeren Temperaturen ausgeführt, die vorzugsweise 15°C nicht übersteigen, und hauptsächlich bei einer Temperatur von 2–10°C. Sogar beim Pumpen während der CFMF kann die Temperatur niedrig gehalten werden und darf nie 40°C übersteigen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann für unterschiedliche Anwendungszwecke eingesetzt werden, deren Ziel es ist, ein mikrobiell freies Kolostrum ohne einen wesentlichen Verlust wertvoller Proteinaktivitäten zu erhalten. Kolostrum enthält viele biologisch aktive Proteine, wie zum Beispiel Hormone, Wachstumsfaktoren, Lactoferrin, bakterizide Proteine und insbesondere Antikörper, d. h. Immunglobuline der Klassen IgG, IgA und IgM.
Das Kolostrum der vorliegenden Erfindung kann in Trockenform oder in Form eines Getränks oder Lebensmittels verwendet werden. Es ist besonders für die Herstellung klinischer Nährstoffzubereitungen, funktioneller Lebensmittel oder Nahrungsergänzungen, die das behandelte Kolostrum aufweisen, geeignet. Eine klinische Nährstoffzubereitung ist ein Artikel, der für eine Person mit einem besonderen medizinischen Bedarf an den darin enthaltenen aktiven Bestandteilen geeignet ist. Funktionelle Lebensmittel sind Lebensmittel mit einer gesundheitsfördernden Wirkung und Nahrungsergänzung ist ein Lebensmittelzusatz, welcher hinzugefügt wird, um dem Lebensmittel gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Diese Produkte können praktischerweise oral an Patienten verabreicht werden, die sie benötigen. So ist zum Beispiel IgG für den Schutz von Schleimhäuten gegen das Einnisten und Eindringen von Krankheitserregern von Nutzen und es ist besonders für die Behandlung oder Verhinderung enteropathogener Infektionen geeignet. Das IgG-reiche, mikrobenfreie Kolostrum der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise immunosupprimierten Patienten verabreicht werden.
Beispiel 1
Milchkühe wurden mit Formalin-inaktivierten Zubereitungen von Clostridium-difficile-Zellen immunisiert. Eine Suspension von Organismen in 0,5 ml physiologischer Kochsalzlösung wurde mit 5 ml Aluminiumhydroxidadjuvans emulgiert. Der entstandene Impfstoff wurde während der letzten 8 Wochen der Trächtigkeit fünf Mal intramuskulär in beide Hals- oder Schulterseiten folgendermaßen verabreicht: Erste Injektion: 2 × 4 ml mit 10⁹ bakteriellen Zellen pro 1 ml Impfstoff; 1. und 2. Auffrischungsimpfung: 2 × 2 ml mit 10⁹ bakteriellen Zellen pro 1 ml Impfstoff; und 3. Auffrischungsimpfung: 2 × 2 ml mit 5 × 10⁸ bakteriellen Zellen pro 1 ml Impfstoff; und 4. Auffrischungsimpfung: 2 × 2 ml mit 2 × 10⁸ bakteriellen Zellen pro 1 ml Impfstoff.
Kolostralmilch wurde während der ersten beiden Tage der Milchsekretion aufgefangen. Sofort nach dem Auffangen wurde die Kolostralmilch auf –20°C eingefroren.
Beispiel 2

(a) Auftauen von gefrorenem Kolostrum 65 l tiefgefrorenes Kolostrum immunisierter Kühe wurde in ein Auftaugefäß mit einem Mischer und einem Mantel gegeben. Das Kolostrum wurde auf die Trennungstemperatur von 40°C erwärmt.
(b) Fetttrennung Fett wurde aus dem in Schritt (a) erhaltenen Kolostrum mit einer Abscheidevorrichtung entfernt, was 55 l entrahmte Milch ergab. 50 ml Lactase (BioFincon, GODO YNL) wurden zugegeben, um die in der entrahmten Milch vorhandene Lactose zu hydrolysieren. Zu keinem Zeitpunkt während des Vorgangs wurde Lactaseenzym entfernt.
(c) Reinigung Die entrahmte Milch wurde durch einen Tiefenfilter aus Polypropylenmedien (Millipore, Polygard 0,5 μm) gefiltert, um eventuelle große Teilchen aus der entrahmten Milch zu entfernen. Dieser Schritt sollte erwartungsgemäß die Leistung der eigentlichen CFMF verbessern. Die vorgefilterte entrahmte Milch wurde in das Auftaugefäß mit einem Mischer und einem Mantel gegeben und auf die CFMF-Temperatur von 7–9°C abgekühlt.
(d) Querstrom-Mikrofiltration (CFMF) Die abgekühlte entrahmte Milch wurde durch Offenkanal-Filtermodule mit hydrophilen Durapore-PVDF-Membranen auf Polysulfonplatten querstrom-mikrofiltriert, die Membranen-Porengröße betrug 0,22 μm und die Kanalhöhe angenähert 0,5 mm (Millipore Prostak^TM, GVPP). Die entrahmte Milch wurde zu dem Offenkanal-Modul mit einem Druck von 1 bar gepumpt. Die Pumpkapazität der Zentrifugalpumpe betrug 100 l/min. Während der Querstrom-Mikrofiltration wurde kein bemerkenswerter Anfangsflussverlust beobachtet. Es wurden 52,5 l Filtrat gewonnen und die Endtemperatur betrug 15°C. Zum Vergleich wurden turbulenzfördernde Dünnkanal-Filtermodule mit denselben Membranen (Millipore, Pellicon^TM, GVPP) verwendet.
(e) Ergebnisse Ein einfaches konkurrierendes Festphasen-Enzymimmunoassay (ELISA) wurde zur Erfassung des in den Verfahrensanteilen enthaltenen Immunglobulins G (IgG) eingesetzt. Die IgG-Gewinnung in dem Offenkanal-CFMF-Verfahren betrug 95%, dagegen betrug der Ertrag aus dem Dünnkanal-CFMF-Verfahren nur 30%.

Der Antikörper-Titer, d. h. die relative Menge biologisch aktiven, impfstoffspezifischen Immunglobulins in den Verfahrensanteilen, wurde unter Verwendung immobilisierter C.-difficile-Zellen als Feststoffphase in ELISA analysiert. Der hohe Titer (1:432.000) wurde während des Vorgangs konstant gehalten, was in guter Korrelation zu dem Gesamt-IgG-Ertrag von 95% steht.
Die Gesamtplättchenzahl wurde vor und nach dem Offenkanal-CFMF-Schritt gemessen. Die Gesamtplättchenzahl wurde von 1,2 × 10⁶ cfu/ml auf weniger als 1,0 × 10¹ cfu/ml oder um 5,1 log gesenkt.
Beispiel 3
65 l tiefgefrorenes Kolostrum nicht-immunisierter Kühe wurden entfettet und gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren unter Verwendung der Offenkanal-Einrichtungen verarbeitet (vorliegend auch als Kolostrum-Verfahren bezeichnet). Es wurden 45 l Filtrat erhalten. Der IgG-Gehalt wurde wie vorstehend beschrieben erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
69 l tiefgefrorenes Kolostrum nicht-immunisierter Kühle wurden in ein Auftaugefäß mit einem Mischer und einem Mantel gegeben. Das Kolostrum wurde auf die Trennungstemperatur von 40°C erwärmt. Fett wurde aus dem Kolostrum mit einer Abscheidevorrichtung entfernt, was 61 l entrahmte Milch ergab. 50 ml Lactase (BioFincon, GODO YNL) wurden zugegeben, um die in der entrahmten Milch vor handene Lactose zu hydrolysieren. Zu keinem Zeitpunkt während des Vorgangs wurde Lactaseenzym entfernt. Rennet (Renco Rennet; Biofincon; 1:50000) wurde bei 32°C zu der entrahmten Milch gegeben und der Käse wurde nach 30 min. geschnitten. Die erhaltene Käsemolke (52 l) wurde durch einen Tiefenfilter (Millipore, Polygard, 0,5 μm) vorgefiltert, um eventuelle große Teilchen aus der Käsemolke zu entfernen. Die Vorfiltration sollte die Leistung des eigentlichen CFMF-Schritts verbessern. Die vorgefilterte Molke wurde in das Auftaugefäß eingegeben und auf die CFMF-Temperatur (7–9°C) abgekühlt. Die abgekühlte Käsemolke wurde durch Offenkanal-Filtermodule (Millipore, Prostak^TM, GFPP) querstrom-mikrofiltriert. Die Molke wurde mit 1 bar Druck mit einer Zentrifugalpumpe zu dem Offenkanal-Modul gepumpt. Die Pumpenkapazität betrug 100 l/min. Es wurden 45 l Filtrat gewonnen und die Endtemperatur betrug 15°C. Der IgG-Gehalt wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Die Menge des bei dem Käsemolkeverfahren gewonnenen Immunglobulins G war um 30% geringer als bei dem Kolostrumverfahren.
Beispiel 4
Zum Vergleich des IgG-Ertrags sowie der CFMF-Leistung wurden Testläufe im Labor-Maßstab mit Kolostrum, Sauermolke und Käsemolke durchgeführt. 1000 l Kolostrum wurden zunächst entfettet, in kleinere Behälter gegeben und auf –20°C eingefroren. Tiefgefrorenes entfettetes Kolostrum wurde rasch auf 10°C aufgetaut. Sauermolke wurde durch Zugabe von HCl zu dem entfetteten Kolostrum zur Sen kung des pH-Werts auf 4,5 hergestellt und die Sauermolke wurde durch Zentrifugieren entfernt. Erwärmtem entfettetem Kolostrum wurde bei 32°C Rennet zugegeben, wonach nach dem Schneiden des Käses Käsemolke gewonnen wurde. Das entfettete Kolostrum und die daraus zubereitete Sauermolke und Käsemolke wurden durch separate Tiefenfilter vorgefiltert und die entstehende Lösung wurde entweder als solche verarbeitet oder vor der CFMF mit Prostak^TM-GVPP-Filtereinrichtungen von Millipore mit ionisiertem Wasser 1:5 g verdünnt. Eine Drehkolbenpumpe (Amicon) wurde bei den Filtrationen verwendet. Das Volumen der Zuführung bei jedem einzelnen Testlauf betrug 10 l, der Druck auf der Zuführungsseite betrug 0,9 bar. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Die tatsächlichen Permeatflüsse bei beiden Molkeverfahren waren schlechter als bei den Kolostrumverfahren, ebenso die IgG-Permeabilität. Die Verdünnung des Kolostrums verbesserte den Permeatfluss durch die Membranen um einen Faktor von 2,5, während das IgG um den Faktor 5 verdünnt wurde. Verdünnte IgG-Anteile müssen nachfolgend konzentriert werden, was die Verfahrenskosten und -zeit erhöht, und außerdem besteht die Möglichkeit einer Postkontamination.
Beispiel 5
20 l querstrom-mikrofiltriertes Kolostrum von Beispiel 2 wurden mit einem 4"-Millipore-Opticap-Filter mit Durapore^TM-PVDF-Medien mit einer Porengröße von 0,22 μm unter einer Laminarströmungskammer dead-end-gefiltert und aseptisch in 500 ml-Flaschen abgefüllt. Das in Flaschen gefüllte Produkt war absolut steril. Die Dead-end-Sterilfiltration von Kolostrum war erst möglich, nachdem es durch eine Membran von derselben Porengröße querstrom-mikrofiltriert worden war. Alternativ wurde ein 4"-Millipore-Opticap-Filter mit Milligard^TM-Medien (vermischte Celluloseester) mit einer Porengröße von 0,22 μm vor dem Abfüllen in Flaschen eingesetzt.
Beispiel 6
10 l querstrom-mikrofiltriertes Kolostrum von Beispiel 2 wurden erfolgreich lyophilisiert, ohne dass eine weitere Konzentration zur Herstellung von Kolostrumpulver notwendig wurde. Das Pulver wurde später in Wasser oder phosphatgepufferter Kochsalzlösung (0,1 M, pH 7,0) gelöst.

Claims

Verfahren zur Behandlung von Kolostrum zur Reduzierung des Bioburden unter Aufrechterhaltung eines hohen Gehaltes an aktivem Protein, wobei das Verfahren folgendes umfasst: (a) Auffangen von Kolostrum; (b) Entfetten des Kolostrums; (c) Ausführen einer Querstrom-Mikrofiltration (CFMF) des entfetteten Kolostrums unter Verwendung einer Tangentialströmungsfilter- (TFF)-Einrichtung mit offenen Kanälen und eines Filters mit einer Porengröße von 0,1 bis 0,5 μm; und (d) Wiedergewinnen des Filtrats.
Verfahren nach Anspruch 1, wonach die CFMF unter Verwendung eines Filters mit einer Porengröße von etwa 0,2 μm ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wonach die CFMF unter Verwendung eines Filters mit einer hydrophilierten Polyvinylidenfluorid- (PVDF)-Membran ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wonach das Kolostrum von einer Kuh binnen 48 Stunden nach dem Kalben aufgefangen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin das Klären des Kolostrums vor der CFMF umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin das Ausführen einer sterilen Filtration nach der CFMF durch ein Filter mit einer Porengröße von 0,2 bis 0,45 μm umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin das Trocknen des aufgefangenen Filtrats umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wonach das Kolostrum von einem Säugetier, das immunisiert worden ist, aufgefangen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wonach der CFMF-Schritt (c) bei einer Temperatur ausgeführt wird, die 40°C nicht übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 9, wonach der CFMF-Schritt (c) bei einer Temperatur von maximal 15°C ausgeführt wird.
Kolostrum, das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 behandelt wird.
Verwendung des Kolostrums nach Anspruch 11 zur Herstellung klinischer Nährstoffzubereitungen, funktioneller Lebensmittel oder Nahrungsergänzungen, die das Kolostrum aufweisen.