DE939125C

DE939125C - Process for the production of feed additives

Info

Publication number: DE939125C
Application number: DEA16819A
Authority: DE
Inventors: Konrad Bernhauer
Original assignee: Aschaffenburger Zellstoffwerke AG
Current assignee: Aschaffenburger Zellstoffwerke AG
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1952-11-06
Publication date: 1956-02-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Zusatzfuttermitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Zusatzfuttermitteln, die den als Animal-Protein-Factor (APF) bezeichneten Wirkstoffkomplex enthalten.Process for the production of feed additives The invention relates to a process for the production of high-quality feed additives that are classified as Animal-Protein-Factor (APF) called active ingredient complex.

Diese Produkte sind deswegen besonders wertvoll, weil bei deren zusätzlicher Verfütterung ein beträchtlicher Teil von tierischem Eiweißfutter bei der Aufzucht von Jungtieren, wie Küken, Ferkeln, Kälbern usw., eingespart werden kann. Charakteristisch für die Produkte ist ein bestimmter Minimalgehalt an Vitamin B12.These products are particularly valuable because with their additional Feeding a considerable part of animal protein feed during rearing of young animals such as chicks, piglets, calves, etc., can be saved. Characteristic A certain minimum content of vitamin B12 is required for the products.

Derartige APF-Produkte werden bisher vor allem in der Weise erzeugt, daß man Vitamin-B"-bildende Mikroorganismen in einem geeigneten Kulturmedium zur Entwicklung bringt und die dabei anfallende Kulturbrühe durch Vakuumverdampfung auf ein Trockenprodukt verarbeitet. Ferner ist auch bekannt, APF-haltige Flüssigkeiten mit anderen Futterbestandteilen zu vermischen und diese Mischung gegebenenfalls ohne jede weitere Behandlung zu trocknen. Es kann aber auch so vorgegangen werden, daß lediglich die Vitamin-B12 haltige Mikroorganismenmasse gewonnen wird, was allerdings bei Verwendung von Bakterien als Vitamin-Bi.-Bildner kaum durchführbar ist da sich bekanntlich Bakterien im technischen Maßstab nur sehr schwer abtrennen lassen. Auch bei Verwendung von abfiltrierbaren oder abzentrifugierbaren Vitamin-B12-bildenden Mikroorganismenmassen muß damit gerechnet werden, daß im Kulturfiltrat erhebliche Mengen an Vitamin Bii. verbleiben und so für den beabsichtigten Zweck verlorengehen.Such APF products have so far mainly been produced in such a way that that one vitamin B "-forming microorganisms in a suitable culture medium for Brings development and the resulting culture broth through vacuum evaporation processed on a dry product. It is also known to use APF-containing liquids to mix with other feed ingredients and this mixture if necessary drying without any further treatment. But it can also be done like this that only the vitamin B12-containing microorganism mass is obtained, which, however with the use of bacteria as vitamin B-formers is hardly feasible known to be very difficult to separate bacteria on an industrial scale. Even when using filterable or centrifugable vitamin B12-forming Microorganism masses must be expected that im Culture filtrate significant amounts of vitamin bii. remain and so for the intended purpose get lost.

Es wurde nun gefunden, daß man die Erzeugungsolcher APF-Produkte wesentlich vereinfachen und zugleich deren Wirkung beträchtlich erhöhen kann, wenn man von den enzymatischen Fähigkeiten der Vitamin-Bi.- haltigen Mikroorganismen Gebrauch macht, indem man sie in geeigneter Weise auf- andere Mikroorganismen oder sonstige eiweiß--und vitaminhaltige Trägerstoffe einwirken läßt und dabei gleichzeitig so arbeitet, daß man eine Väküumverdampfung von Vitamin-B12 haltigen Kulturbrühen vermeidet, indem man solche Mengen an Trägerstoffen anwendet, daß die gesamte Mischung unter Benutzung geeigneter Geräte getrocknet werden kann.It has now been found that the production of such APF products is essential can simplify and at the same time increase their effect considerably, if one of use of the enzymatic abilities of microorganisms containing vitamins by applying them to other microorganisms or others in a suitable manner lets protein and vitamin-containing carrier substances act and at the same time so works to avoid evaporation of culture broths containing vitamin B12, by applying such amounts of carriers that the entire mixture under Can be dried using suitable equipment.

Im einzelnen gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich folgendermaßen: Man züchtet einen Vitamin-Bi.-bildenden Mikroorganismus in üblicher Weise in einem geeigneten Kulturmedium. Dann versetzt man die .anfallende Kulturbrühe z. B. mit einer Mikroorganismenmasse, wie z. B. Hefe oder Pilzmycel. Diese Mikroorganismenmasse kann sowohl aus lebenden feuchten als auch aus toten trockenen Zellen bestehen. Die jeweilige Wahl lebender oder toter Mikroorganismenmassen hängt von dem anzustrebenden Endziel ab. So kann man bei Anwendung lebender Mikroorganismen vorteilhafterweise zugleich deren Enzymapparat zum Aufschluß und damit zur Freisetzung von Vitaminen der Vitamin-B12-haltigen Mikroorganismen verwerten. Die Mischung wird einige Stunden einem enzymatischen Aufschließungsprozeß unterworfen, indem sie z. B. bei 37° durch Rühren in Bewegung gehalten wird. Unter der Einwirkung proteolytischer und anderer EnzyTne, die sich einerseits in der Kulturbrühe in gelöstem Zustand befinden, andererseits in den Zellen der Mikroorganismen und erst durch autolytische Prozesse austreten, gehen nun intensive enzymatische Aufschlüsse vor sich, wodurch die wertvollen Zellinhaltsstoffe, wie Vitamine, Peptide, Aminosäuren, Nucleoside usw., aus den Mikroorganismenzellen frei gemacht werden.In detail, the method according to the invention is fundamentally designed as follows: A vitamin B-forming microorganism is cultivated in the usual way Way in a suitable culture medium. Then the resulting culture broth is added z. B. with a mass of microorganisms such. B. yeast or mushroom mycelium. This mass of microorganisms can consist of both living moist and dead dry cells. The respective choice of living or dead microorganism masses depends on the one to be aimed for End goal. So you can advantageously when using living microorganisms at the same time their enzyme apparatus for digestion and thus for the release of vitamins utilize the vitamin B12-containing microorganisms. The mixture will last several hours subjected to an enzymatic digestion process by e.g. B. at 37 ° Stirring is kept moving. Under the action of proteolytic and others EnzyTne, which on the one hand are in a dissolved state in the culture broth, on the other hand emerge in the cells of the microorganisms and only through autolytic processes, intensive enzymatic digestions are now taking place, whereby the valuable cell constituents, such as vitamins, peptides, amino acids, nucleosides, etc., from the microorganism cells to be made free.

In analoger Weise können an Stelle von Mikroorganismenmassen auch andere Stoffe, wie z. B. Kleie, Extraktrückstände von Erdnuß, Soja, Mohn usw., die gleichfalls an Vitaminen der B-Gruppe reich sind, verwendet werden. -Bei Anwendung von lebenden Mikroorganismenmassen kann man zusätzlich noch den Effekt erzielen, däß diese auf die Vitamin-B12 haltigen Mikroorganismen. enzymatisch einwirken, wodurch auch deren Autolyse und damit die Freisetzung von Zellinhaltsstoffen unterstützt wird. In diesem Fall geht daher gleichzeitig neben der Autolyse ein gegenseitiger enzymatischer Aufschluß vor sich, wobei sich die jeweiligen Fermente in ihrer Wirkung unterstützen.In an analogous manner, masses of microorganisms can also be used instead of other substances, such as B. bran, extract residues from peanut, soy, poppy seeds, etc., the are also rich in vitamins of the B group, can be used. -When applying of living masses of microorganisms one can also achieve the effect that these act on the microorganisms containing vitamin B12. act enzymatically, whereby also supports their autolysis and thus the release of cell constituents will. In this case, there is a mutual autolysis at the same time enzymatic digestion in front of you, the respective ferments in their effect support.

Im Anschluß an den enzymatischen Aufschließungsprozeß kann die gesamte Mischung kurz aufgekocht oder autoklaviert und -sodann unter Benutzung eines geeigneten Trockenapparates zur Trockne gebracht werden. Man geht hierbei so vor, daß die zu- trocknende Gesamtmischung einen Trockensubstanzgehalt von etwa 6 bis zo 0/0- besitzt, so daß sie ohne vorhergehende Verdampfung zur Trockne gebracht werden kann. Besonders Trockenapparate, die nach dem Prinzip des Krause-Trockners öder Walzentrockners od. dgl. arbeiten, haben sich für diesen Zweck bewährt.Following the enzymatic digestion process, the entire Mixture briefly boiled or autoclaved and then using a suitable Drying apparatus are brought to dryness. One proceeds here in such a way that the total drying mixture has a dry matter content of about 6 to zo 0 / 0-, so that it can be brought to dryness without prior evaporation. Particularly Dryers that work on the principle of the Krause dryer or drum dryer or the like. Work have proven themselves for this purpose.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt nicht eine Weiterführung der an sich bekannten Züchtung von Vitamin-B"-bildenden Mikroorganismen, sondern - wie oben ausgeführt - einen enzymatischen Aufschluß verschiedener Stoffe, die Vitamine und andere Wirkstoffe in gebundener Form enthalten.. Der Prozeß wird daher nicht unter Bedingungen durchgeführt;- die einer Vermehrung der Vitamin-Bi.-bildenden Mikroorganismen dienen sollen, also unter Belüftung bei der Wachstumstemperatur, sondern vielmehr unter Rühren bei erhöhter Temperatur, bei der enzymatische Prozesse unabhängig vom Wachstum optimal und rasch verlaufen. Während dieses enzymatischen Aufschlußprozesses findet daher keine Vermehrung der Mikroorganismen statt. Demgemäß kann auch keine Erhöhung des absoluten Wirkstoffgehaltes stattfinden, sondern es werden bereits vorhandene, aber gebundene Wirkstoffe in eine lösliche, also leicht resorbierbare Formumgewandelt.The inventive method is not intended to continue the cultivation of vitamin B "-producing microorganisms, but - how stated above - an enzymatic digestion of various substances, the vitamins and contain other active ingredients in bound form .. The process will therefore not carried out under conditions; - those of an increase in the vitamin-Bi Microorganisms should serve, i.e. with ventilation at the growth temperature, but rather with stirring at elevated temperature, during the enzymatic processes run optimally and quickly regardless of growth. During this enzymatic During the digestion process there is therefore no multiplication of the microorganisms. Accordingly there can also be no increase in the absolute active ingredient content, but it are already existing, but bound active ingredients in a soluble, so easily converted to absorbable form.

Die Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben, die " die vielseitige Anwendungs- und Variationsmöglichkeit des Verfahrens aufzeigen sollen. . Beispiel z zoo 1 Nährmedium, bestehend aus 1,5%. technischem Traubenzucker; o,a°/aDiammoniumphosphat, 0,025% Magnesiumsulfat, o,o25% Kaliumchlorid, r mg% Kobaltsulfat, 0,5'/o Hefeautolysat und r,5 % extrahiertem Sojamehl, wird nach dem Einstellen eines pH-Wertes von 6,5 und Sterilisieren bei 12o° in üblicher Weise nach dem Abkühlen auf die Anstelltemperatur mit einer dichten Sporensuspension des Streptomyces olivaceus beimpft. Der Mikroorganismus wird unter den üblichen submers-aeroben Bedingungen_bei 27 bis 28° zur Entwicklung gebracht, was etwa 24 bis 36 Stunden beansprucht. Die so gewonnene Kulturbrühe enthält 0,56 mg- Vitamin B12 je 1.- Nun setzt man zur gesamten Kulturbrühe 5 kg. Trockenhefe zu und beläßt unter Rühren ohne weitere Lüftung 6 bis 8 Stunden bei 37 bis_ 4o0. Schließlich wird kurz aufgekocht und die gesamte Suspension auf einem Walzentrockner getrocknet. Man erhält 6,5 kg APF-Produkt mit einem Vitamin-B"-Gehalt von 8,6 mg Vitamin B12 je kg. Beispiel 2 rooo 1 Nährmedium, bestehend- aus 2% Melasse, 0;2% Diammoniumphosphat, 0,025% Magnesiumsulfat, z mg0/a Kobaltsülfat und 2%. extrahiertem Lrdnußmehl, werden in der gleichen Weise wie im Beispiel i vorbehandelt und mit 501 einer Submerskultur des Streptomyces griseus beimpft. Bei der Züchtung des Mikroorganismus geht man im übrigen ebenso vor, wie im Beispiel i beschrieben. Sodann vermischt man die gesamte Kulturbrühe mit einem in üblicher Weise hergestellten Autolysat aus 500 kg Feuchthefe mit 18% Trockensubstanzgehalt und beläßt das Ganze 6 Stunden bei 37 bis 40°. Schließlich wird die Suspension kurz auf--ekocht und auf einem Walzentrockner getrocknet. Man erhält iio kg APF-Produkt mit einem \"itamin-B1,-Gehalt von 4,1 mg Vitamin B12 je kg. Beispiel 3 iooo 1 Nährmedium, bestehend aus 5 % Melasse, o,5 % Diammonphosphat, 0,05010 Magnesiumsulfat und i mg% Kobaltsulfat, werden nach Zusatz von 5 kg gewöhnlicher Preßhefe in üblicher Weise so lange verheft, bis die Maische noch ein Reduktionsvermögen von i 0/a besitzt. Sodann setzt man 2o kg Sojamehl zu und erhitzt das Ganze unter Druck auf i2o°. Nach dem Beimpfen mit ioo 1 einer Subinerskultur von Streptomyces olivaceus wird die Fermentierung in analoger Weise wie im Beispiel i durchgeführt. Dann versetzt man mit 200 kg Feuchthefe (mit 2o%. Trockensubstanzgehalt), beläßt 6 Stunden bei 37°, kocht kurz auf und trocknet wie zuvor. Man erhält 7o kg APF-Produkt mit einem Vitamin-B,2-Gehalt von 7,1 mg Vitamin B12 je kg. Beispiel 4 Man geht in der gleichen Weise vor wie im Beispiel i und erntet das entstandene Mycel durch Absaugen. Die so gewonnene Mycelfeuchtmasse von 6 kg (mit einem Trockensubstanzgehalt von io%) wird mit 2 kg Preßhefe (mit einem Trockensubstanzgehalt von 25 %) innig vermischt und einer gemeinsamen Autolyse bei 37° 8 Stunden lang überlassen. Sodann wird die Gesamtmasse durch Einleiten von Dampf aufgekocht und wie zuvor getrocknet. Man erhält i, I kg APF-Produkt, das 30 mg Vitamin B12 je kg enthält.The implementation of the method according to the present invention is described on the basis of some exemplary embodiments, which are intended to "show the many possible uses and variations of the method. Example zoo 1 nutrient medium, consisting of 1.5% technical grape sugar; o, a ° / Diammonium phosphate, 0.025% magnesium sulphate, 0.025% potassium chloride, r mg% cobalt sulphate, 0.5% yeast autolysate and r, 5% extracted soy flour, after setting a pH value of 6.5 and sterilizing at 12o ° in Usually inoculated after cooling to the pitch temperature with a dense spore suspension of Streptomyces olivaceus. The microorganism is brought to development under the usual submerged aerobic conditions at 27 to 28 °, which takes about 24 to 36 hours. The culture broth obtained in this way contains 0, 56 mg- Vitamin B12 each 1.- Now add 5 kg of dry yeast to the total culture broth and leave it for 6 to 8 hours at 37-4o0 without further ventilation . Finally, it is briefly boiled and the entire suspension is dried on a drum dryer. 6.5 kg of APF product are obtained with a vitamin B "content of 8.6 mg of vitamin B12 per kg. Example 2 Rooo 1 nutrient medium, consisting of 2% molasses, 0.2% diammonium phosphate, 0.025% magnesium sulfate, z mg0 / a cobalt sulphate and 2% extracted peanut meal are pretreated in the same way as in example i and inoculated with a submerged culture of Streptomyces griseus 501. The cultivation of the microorganism is otherwise the same as described in example i. The entire culture broth is then mixed with an autolysate prepared in the usual way from 500 kg of moist yeast with 18% dry matter content and left for 6 hours at 37 ° to 40 ° C. Finally, the suspension is briefly boiled and dried on a drum dryer 100 kg of APF product with an itamin-B1 content of 4.1 mg of vitamin B12 per kg. Example 3 100,000 nutrient medium, consisting of 5% molasses, 0.5% diammonophosphate, 0.05010 magnesium sulphate and 1 mg% cobalt sulphate, are staked in the usual way after adding 5 kg of ordinary pressed yeast until the mash still has a reducing power of i 0 / a owns. Then 20 kg of soy flour are added and the whole thing is heated to 120 ° under pressure. After inoculating with 100 1 of a sub-liner culture of Streptomyces olivaceus, the fermentation is carried out in a manner analogous to that in Example i. 200 kg of moist yeast (with 20% dry matter content) are then added, the mixture is left at 37 ° for 6 hours, briefly boiled and dried as before. 70 kg of APF product are obtained with a vitamin B, 2 content of 7.1 mg of vitamin B12 per kg. Example 4 The procedure is the same as in Example i and the resulting mycelium is harvested by suction. The thus obtained mycelium wet mass of 6 kg (with a dry matter content of 10%) is intimately mixed with 2 kg of compressed yeast (with a dry matter content of 25%) and left to autolysis at 37 ° for 8 hours. The total mass is then boiled by introducing steam and dried as before. 1.1 kg of APF product are obtained which contain 30 mg of vitamin B12 per kg.

Beispiel 5 ioo 1 Nährmedium, das grundsätzlich die gleiche Zusammensetzung hat wie im Beispiel i, wird mit einer Vorkultur von Bac. megatherium beimpft. Nach einer Gesamtfermentierungsdauer von 18 Stunden bei 37° werden zu der Kulturbrühe 5 kg Trockenhefe zugesetzt. Man erwärmt auf 45° und beläßt unter Rühren 6 Stunden. Sodann wird die Mischung in der gleichen Weise, wie bereits beschrieben, auf ein Trockenprodukt verarbeitet. Man erhält 6 kg eines APF-Produktes, das 6 mg Vitamin B12 je kg enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt besondere technische Fortschritte, die in folgendem bestehen i. Durch den enzvmatischen Aufschluß der als Trägerstoffe verwendeten- M ikroorganismenmassen oder anderen Stoffe werden Wirksubstanzen freigesetzt, wodurch das so gewonnene APF-Produkt eine Wertsteigerung erfährt.Example 5 100 1 nutrient medium which basically has the same composition has as in example i, a preculture of Bac. megatherium inoculated. To a total fermentation time of 18 hours at 37 ° become the culture broth 5 kg of dry yeast added. The mixture is heated to 45 ° and left with stirring for 6 hours. Then the mixture is in the same way as already described on a Processed dry product. 6 kg of an APF product containing 6 mg of vitamin are obtained Contains B12 per kg. The inventive method has particular technical advances, which consist of i. Due to the enzymatic digestion of the carrier substances used- microorganism masses or other substances, active substances are released, whereby the APF product obtained in this way experiences an increase in value.

2. Die gegenseitige Einwirkung der Enzymapparate der Mikroorganismen führt zu einem nahezu vollständigen Aufschluß, wodurch das APF-Produkt gleichfalls an Wert gewinnt.2. The mutual action of the enzyme apparatus of the microorganisms leads to an almost complete digestion, whereby the APF product also gains in value.

3. Bei Verarbeitung der gesamten Kulturbrühe treten keinerlei Verluste an Vitamin B12 ein, da sowohl das in der Mikroorganismenzelle als auch das im Kulturmedium befindliche Vitamin B12 verwertet wird.3. There are no losses whatsoever when processing the entire culture broth of vitamin B12, since both that in the microorganism cell and that in the culture medium Vitamin B12 present is utilized.

.4. Die sonst notwendige, aber recht umständlich langwierige und kostspielige Vakuumverdampfung wird vermieden, da der Trockenprozeß unter den verfahrensgemäßen Bedingungen weitaus einfacher und rascher und daher auch schonender zum Ziel führt..4. The otherwise necessary, but rather cumbersome, lengthy and costly one Vacuum evaporation is avoided, since the drying process is one of the process according to the method Conditions far more easily and quickly and therefore also more gently leads to the goal.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of feed additives using substances containing the APF active ingredient complex, characterized in that that vitamin B12-containing microorganisms either together with the entire culture fluid or after their separation with other microorganisms, such as. B. yeast, mushroom mycelium, and / or carriers such as bran, extraction residues from soy, peanut, poppy seeds inter alia, added and with stirring at increased, in the range of about 37 to 45 ' Temperature are brought to act for several hours, whereupon the entire mass is further processed into a dry product.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the vitamin B12-containing microorganisms are other microorganisms can be added while alive.

3. The method according to claim i and 2, characterized characterized in that such amounts of the substances mentioned are used that the entire mixture without the use of a vaporizer with the help of a Drying device can be processed on a dry product. Referred publications: Belgian Patent No. 49843; U.S. Patent No. 2,515,135; German patent specification No. 854 149.