WO2004034810A2 - Animal food additives containing a vitamin b6 and/or the salts thereof and method for producing said additives - Google Patents

Animal food additives containing a vitamin b6 and/or the salts thereof and method for producing said additives Download PDF

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WO2004034810A2
WO2004034810A2 PCT/EP2003/011130 EP0311130W WO2004034810A2 WO 2004034810 A2 WO2004034810 A2 WO 2004034810A2 EP 0311130 W EP0311130 W EP 0311130W WO 2004034810 A2 WO2004034810 A2 WO 2004034810A2
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drying
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feed
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Henning ALTHÖFER
Brigitte Achatz
Michael SCHÖNHERR
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Basf Aktiengesellschaft
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
    • C12P17/12—Nitrogen as only ring hetero atom containing a six-membered hetero ring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/174—Vitamins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K40/00—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs
    • A23K40/10—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs by agglomeration; by granulation, e.g. making powders

Definitions

  • the present invention relates to feed additives containing vitamin B6, processes for their preparation, animal feed compositions, additivized with a feed additive according to the invention, and processes for additivating animal feed compositions using the additives according to the invention.
  • Vitamin B6 is an essential nutrient for humans and animals and is biosynthesized by bacteria, fungi and plants.
  • the term "vitamin B6" stands for a group of 6 chemically closely related compounds which can be enzymatically converted into one another under physiological conditions. These compounds have in common the 2-methyl-3-hydroxypyridine ring. In ring positions 4 and 5 this ring bears different substituents.
  • the above group of vitamin B6 compounds includes pyridoxine, pyridoxal, pyridoxamine and the corresponding S'-phosphates of these compounds.
  • the most common form of vitamin B6 is pyridoxine hydrochloride.
  • Vitamin B6 is synthetically accessible both chemically and biochemically.
  • EP-A-0 765 938 describes the fermentative production of vitamin B6 by cultivating a microorganism of the genus Rhizobium under aerobic conditions and then isolating the vitamin formed from the fermentation broth.
  • vitamin B6 preparations which are simple to produce and less expensive.
  • these preparations should be applicable as a feed additive.
  • Another task is to find a suitable process for the production of such novel preparations.
  • the above object is achieved by providing a feed additive containing vitamin B6, derived from the fermentation broth of a vitamin B6-producing microorganism, vitamin B6 being present in a mixture with at least one non-volatile constituent of the fermentation broth.
  • vitamin B6-containing smokable feed additives can be provided, which are accessible by drying the fermentation broth or the fermentation supernatant (fermentation broth after separation of cellular constituents) of the production strain without prior isolation of the vitamin formed.
  • the feed additive according to the invention preferably has a vitamin B6 content of about 1 to 95% by weight, based on the total weight of the dry additive.
  • Vitamin B6 in the context of the invention stands for at least one compound selected from pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal, the 5'-phosphates and the acid addition salts, such as hydrochlorides, of these compounds.
  • the feed additive is in dry form, preferably in the form of powder or granules.
  • the product according to the invention can optionally be a conventional one
  • the feed additive according to the invention also contains an inert, feed-compatible, porous carrier, preferably in a proportion of approximately 10 to 90% by weight, based on the total weight of the dry additive.
  • the feed additive can also contain at least one other vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component, such as e.g. other vitamins, amino acids, sugar and the like.
  • Another object of the invention relates to a method for producing a feed additive according to the invention, which is characterized in that
  • cellular constituents (cells or cell fragments) of the Production strain partially or completely removed and the resulting fermentation supernatant is then dried.
  • the * fermentation broth or the fermentation supernatant is dried in the presence of an inert, feed-compatible, porous carrier.
  • Drying methods which can be used according to the invention are spray drying, spray granulation, contact drying or freeze drying. Spray drying is preferred.
  • At least one further vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component is added to the fermentation broth or the fermentation supernatant before or during drying.
  • all vitamin B6-producing microorganisms are usable according to the invention, in particular all recombinant or non-recombinant prokaryotic or eukaryotic microorganisms.
  • Preferred vitamin B6-producing microorganisms are selected from microorganisms of the genus Bacillus, in particular of the species Bacillus subtilis.
  • Another object of the invention relates to animal feed compositions, added with at least one vitamin B6-containing feed additive as defined above.
  • the invention relates to a method for additizing a Trierfutter Composition with vitamin B6, which is characterized in that at least one vitamin B6-containing additive according to the above definition is added to a conventional animal feed and optionally mixed and the mixture optionally further made up.
  • the feed additive according to the invention is preferably in the form of a finely divided, free-flowing powder or in granular form.
  • Typical particle size ranges are 5 to 200 ⁇ m, e.g. 10 to 150 ⁇ m, 20 to 100 ⁇ m or 30 to 80 ⁇ m.
  • the bulk density of the additives according to the invention is in the range from about 100 to 600 g / l, such as 150 to 400 g / l or 200 to 350 g / l.
  • the vitamin B6 content of the additive according to the invention is in the range of approximately 1-95% by weight, preferably approximately 20-80% by weight, in particular approximately 30-75% by weight, in each case based on the total weight of the dry additive.
  • the content of inorganic constituents (in particular inorganic residues from the fermentation broth) in the additive preparations according to the invention can be in the range from about 1-50% by weight, or even up to about 90% by weight when using a carrier added during production on the total weight of the dry additive.
  • Organic constituents from the fermentation broth can be present in a proportion of approximately 0.1-35% by weight.
  • the content of dry biomass, ie of microorganisms which have not been separated off, or of cell fragments, can likewise be up to about 40% by weight, depending on the method of production.
  • the residual moisture content of the finished additive is preferably in the range of less than about 3-5% by weight, based on the total weight of the additive. The above percentages by weight are based on the total weight of the dry product (preferably without residual moisture).
  • the feed additive according to the invention can contain further nutritional components, such as vitamins, amino acids, minerals and trace elements. These can also come from the microorganism culture or can be added as exogenous substances in the course of the production process described in more detail later.
  • All naturally occurring or recombinant microorganisms which are capable of producing vitamin B6 can be used according to the invention.
  • Gram-positive or gram-negative bacteria of the genus Bacillus, Escherichia, Corynebacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Streptomyces and Rhizobium, Salmonella, Klebsiella, Serratia, Pseudomonas and Proteus are particularly suitable; and yeasts of the genus Saccharomyces, such as the strains such as Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces pombe and Schizosaccharomyces pombe; and mushrooms such as those of the genera Aspergillus and Penicillium.
  • bacteria of the genus Bacillus in particular of the strain Bacillus subtilis, Bacillus lentim ' orbus, Bacillus lentus, Bacillus, are preferred firmus, Bacillus pantothenticus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillus thungngiensis, Bacillus halodurans, and other Bacillus speciesS, for example, characterized by TypRNA.
  • Bacillus brevis Bacillus stearothermophilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, and Bacillus pumilus can also be named. Microorganisms from the Bacillus Subtilis strain are preferred
  • the culture media used for the fermentative production of vitamin B6 are adapted in a manner known to the person skilled in the art to the cultivation conditions of the microorganism used in each case.
  • the preparation of suitable culture media is described, for example, in the "Manual of Methods for General Bacteriology", American Society for Bacteriology, USA, 1981.
  • each culture medium contains an assimilable carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and, if appropriate, further growth-promoting or vitamin B6-producing components.
  • suitable carbon sources include sugars such as glucose, fructose, lactose, galactose, sucrose, maltose, and starch, starch hydrolysates such as dextrin, cellulose hydrolysates or molasses.
  • Other examples are alcohols, e.g. Glycerin, acids such as e.g. Acetic acid, oils and fats, e.g. Soybean oil, sunflower oil and coconut fat, fatty acids such as e.g. Class palmitic, stearic and linoleic acid, as well as mixtures of the above substance.
  • suitable nitrogen sources are: ammonia, ammonium salts of inorganic or organic acids, such as ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium sulfate and ammonium acetate; Urea; Nitrate and nitrite salts and other nitrogenous materials such as amino acids, meat extract, peptone, fish meal, fish hydrolyzate, casein hydrolyzate, soybean hydrolyzate, yeast extract, dried yeast, ethanol yeast distillate, soybean meal, cottonseed meal and the like.
  • inorganic salts can also be present, such as, for example, salts of potassium, calcium, sodium, magnesium, such as, for example, salts of sulfuric or phosphoric acid with a of the above metals as a cation.
  • Suitable trace elements e.g. Arsenic, cobalt, chromium, copper, fluorine, iodine, lithium, manganese, iron, nickel molybdenum, selenium, vanadium, tin and zinc, and growth factors such as e.g. Coenzyme A, pantothenic acid, biotin, thiamine, riboflavin, flavin mononucleotide, flavin adenine dinucleotide and other vitamins, amino acids such as cysteine, sodium thiosulfate, p-aminobenzoic acid, niazinamide and the like can also be added individually or in combination. These can be used in pure form or in the form of natural substances which contain these substances.
  • Potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate and the corresponding sodium salts thereof may be mentioned as examples of a phosphorus source.
  • anti-foaming agents e.g. those based on animal, vegetable or mineral oils are added.
  • the fermentation technology used depends primarily on the size of the batch. While aerobic shake cultures are suitable in principle for smaller batches, fermentation under submerged aerobic conditions is preferred for carrying out the fermentation process according to the invention on an industrial scale.
  • the microorganisms can be cultured continuously or discontinuously, in the batch process or in the feed batch process or in the repeated feed batch process.
  • a compilation of suitable processes can be found, for example, in Bioreatechnik 1, Introduction to Biochemical Engineering, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1991 or in Bioreactors and Peripheral Devices, Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994.
  • the pH of the culture medium is adjusted to optimal growth conditions, e.g. set to values in the range of about 5-9, preferably about 6.5-7.5.
  • the cultivation temperature is about 10-45 ° C, preferably about 25-35 ° C.
  • the cultivation period is about 1-14 days, preferably 1-7 days.
  • Sterilized fermentation medium with a freshly grown preculture for example a shake culture, is used with sufficient for the production culture
  • the fermentation broth obtained in this way after cultivation has a dry matter in the range of about 5-40% by weight.
  • the vitamin B6 content is in the range of about 1-10% by weight.
  • the fermentation broth containing vitamin B6 can either be processed directly into the finished dry feed additive. According to another embodiment of the invention, however, all or part of the cellular constituents can first be removed from the fermentation broth, for example by centrifugation. The resulting fermentation supernatant is then processed into the feed additive according to the invention.
  • Fermentation broths or fermentation supernatants containing vitamin B6 according to the invention can be worked up by various methods known per se from the prior art. Drying processes such as spray drying, spray granulation, contact drying or freeze drying are particularly suitable for the production. Suitable processes are described, for example, in: O. Krischer, W. KITA, Drying Technology First Volume, "The Scientific Foundations of Drying Technology", Springer Verlag 1978; Krischer / Kröll, drying technology second volume, “dryer and drying process", Springer-Verlag 1959; K. Kröll, W. KITA, drying technology third volume, “Drying and drying in production", Springer-Verlag 1989; K. Masters, “Spray Drying Handbook", Longman Scientific & Technical 1991, 725 pages; H.
  • the drying step according to the invention is particularly preferably carried out by spray drying, such as spray drying with an integrated fluidized bed, or by spray granulation.
  • the drying can be carried out in the presence of a suitable feed material suitable for feed, whereby in particular the flowability and thus the product quality can be improved.
  • Customary inert carriers can be used as carrier materials suitable for feed.
  • An "inert" carrier must not show any negative interactions with vitamin B6 and any other food additives contained in the additive and must be used for the use as an adjuvant in feed additives must be harmless.
  • suitable carrier materials are: inorganic or organic compounds of natural or synthetic origin.
  • suitable low molecular weight inorganic carriers are salts such as sodium chloride, calcium carbonate, sodium sulfate and magnesium sulfate, or silica.
  • suitable organic carriers are, in particular, sugars, such as, for. B. glucose, fructose, sucrose and dextrins and starch products.
  • higher molecular weight organic carriers are: starch and cellulose preparations, such as especially corn starch, cereal flours, such as. B. wheat, rye, barley and oatmeal or mixtures thereof or wheat semolina.
  • the carrier material can be present in the vitamin preparation, on a dry basis, in a proportion of approximately 5 to 85% by weight, such as approximately 10 to 30% by weight, 20 to 40% by weight or 50 to 85% by weight. , contain.
  • the spray drying of liquid fermentation broths or supernatants can be carried out in such a way that the liquid phase containing the vitamin B6 is first pumped to the atomizer in the spray tower.
  • the atomization takes place e.g. by means of a pressure nozzle (single-substance nozzle), a two-substance nozzle or a centrifugal atomizer.
  • Droplets are generated by a hot air stream directed into the spray dryer.
  • drying is preferably carried out in cocurrent. In the case of nozzles, drying can also take place in countercurrent or mixed flow.
  • the dried powder can be discharged on the tower or it is carried along with the air stream and separated in a cyclone and / or filter.
  • post-drying may be required, which can be done in an internal fluid bed flanged onto the spray dryer or in an external fluid bed.
  • the drying step in particular the spray drying, becomes a continuous or discontinuous one
  • Fluid bed agglomeration downstream For this purpose, a powdery material, for example powdery additive obtained by spray drying, is placed in a fluidized bed dryer at the beginning of the process.
  • the swirling takes place, for example, by supplying preheated air.
  • a liquid phase such as, for example, fermentation broth or fermentation supernatant or a binder-containing solution, is sprayed onto the fluidized bed, as a result of which the powder introduced is wetted with this solution and its adhesive properties increasingly agglomerate.
  • a liquid phase such as, for example, fermentation broth or fermentation supernatant or a binder-containing solution
  • the discharge is classified using a sieve, for example.
  • the resulting coarse material can be ground and continuously returned to the fluidized bed. Fine particles, such as from the exhaust air filter system, can also be continuously recycled.
  • the production of such an agglomerated vitamin B6 preparation can be carried out continuously, namely with continuous supply of the dry powdery charge.
  • Fluidized bed dryers with several spray and possibly drying zones are particularly suitable for this.
  • dry powder containing vitamin B6 is added, swirled and a solution of the type described above is sprayed in for agglomeration.
  • the agglomerate formed in this zone is transferred to the next zone.
  • Solutions of the same or different composition can also be sprayed into this and, if appropriate, in one or more further zones.
  • the supply air flow is common to all zones or separate supply air flows are heated accordingly
  • Another preferred process variant comprises spray drying
  • Fermentation liquid to a powder coupled with the subsequent agglomeration of the spray-dried powder. This can be carried out batchwise or continuously. Continuous driving is preferred.
  • Such processes can be carried out using conventional spray drying systems. However, it is advantageously carried out in devices known as FSD (Fluidized Spray Dryer) SBD (Spray Bed Dryer) or MSD (Multi Stage Dryer).
  • FSD Fluidized Spray Dryer
  • SBD Spray Bed Dryer
  • MSD Multi Stage Dryer
  • a fluidized spray dryer (FSD) drying system for the continuous production of a vitamin B6 preparation according to the invention can in particular be operated according to the following scheme: fermentation liquid (broth or supernatant) is introduced into the head of the FSD dryer via a feed line and atomized with the aid of an atomizer , Drying takes place by introducing air in cocurrent. The air is preheated by a heater. The spray-dried powder collects in the integrated fluidized bed in the bottom of the FSD dryer and is sprayed with fermentation liquid and / or binder solution there with the help of a spray device using compressed air D. introduced air is swirled. For this purpose, the air is preheated and fed through a feed line below the inflow floor of the integrated fluidized bed.
  • the resulting pre-agglomerate then arrives in a downstream, external fluidized bed. Pre-heated air is introduced into this fluidized bed from below via a further feed line. The pre-agglomerate placed in the fluidized bed is sprayed again with a further spray device using compressed air with fermentation liquid and / or binder solution and agglomerated to the end product. The finished agglomerate is discharged from the fluidized bed and can be worked up further, as described above.
  • composition and amount of the injected liquids depend on the adhesive properties of the sprayed solution, the agglomerate size to be achieved and the process conditions.
  • a binder which is soluble or dispersible in an aqueous medium into the fluidized bed.
  • the binder can either be dissolved in the fermentation solution to be sprayed in or sprayed in separately, at the same time or at different times.
  • suitable binders include solutions of carbohydrates, e.g.
  • Glucose saccharose, dextrins and others, sugar alcohols such as Mannitol, or polymer solutions, such as solutions of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), polyvinyl pyrrolidone (PVP), ethoxylated cellulose (EC), ethyl cellulose or propyl cellulose.
  • HPMC hydroxypropylmethyl cellulose
  • PVP polyvinyl pyrrolidone
  • EC ethoxylated cellulose
  • propyl cellulose propyl cellulose
  • the binder content is usually in the range from about 0.5 to 20% by weight, preferably about 1 to 10% by weight, based on the total weight of the solution.
  • the proportion of binder in the solution is in the range from about 1 to 30% by weight, based on the total weight of the solution.
  • the binder is also dissolved in an aqueous medium, preferably germ-free, demineralized water. Usual additives such as buffers or solubilizers can also be included.
  • the proportion of the binder in the end product is, according to the invention, from 0 to about 20% by weight, for example from about 1 to 6% by weight. The optimal amount also depends on the type of binder chosen. It is important to ensure that negative influences on the product are avoided.
  • the feed additives containing vitamin B6 according to the invention can be incorporated into commercially available animal feed formulations, which can then be fed, for example, to cattle, pigs, sheep, poultry and the like.
  • the additive according to the invention is mixed with conventional animal feed components and, if appropriate, packaged, for example peletted.
  • Common animal feed ingredients are e.g. Corn, barley, cassava, oats, soy, fish meal, wheat semolina, soybean oil, lime, minerals, trace elements, amino acids and vitamins.
  • Vitamin B6 is determined by HPLC according to C. Argoudelis, Journal of Chromatography A, 790 (1997), 83-91.
  • Microorganisms are grown, fermentation is carried out and the fermentation broths and supernatants are dried using generally known methods.
  • Example 1 Preparation of a Bacillus st / 6t /// ' s inoculum
  • Example 2 Preparation of a fermentation broth containing vitamin B6
  • SVY medium consists of: 25 g / l veal infusion bread, 5 g / l yeast extract, 5 g / l Na glutamate, 2.7 g / l ammonium sulfate, 3% glucose and 0.2 M potassium phosphate buffer pH 7). 200 ml of this medium were then shaken in a 2 l shake flask at 37 ° C for 48 h.
  • the optical density (600 nm) of the fermentation broth containing vitamin B6 was 90.
  • the pyridoxine content was approximately 70 g / l.
  • a fermentation broth containing pyridoxine was prepared according to Example 2. After centrifugation (Sorvall RC 3B) at 12000 g for 10 minutes, the supernatant from this broth was spray-dried to produce a pyridoxine dry product.
  • a laboratory spray tower (1.2 mm nozzle) was used at an inlet temperature of approx. 160 ° C, an outlet temperature of 70 ° C and a nozzle pressure of 2 bar.
  • Air with a flow rate of 20 Nm 3 / h was used as the drying gas, and air with a flow rate of 2.6 Nm 3 / h and a temperature of 100 ° C. was also used as the nozzle gas.
  • the pyridoxine-containing product thus produced was free-flowing.
  • the pyridoxine content was determined by dissolving the powder in deionized water by HPLC and was 65% (w / w).
  • Aerosil® highly disperse silica, average primary particle size 12 nm, proportion of the spray powder: 0.1 to 1% by weight
  • a fermentation broth containing pyridoxine was prepared according to Example 2.
  • the broth which contained about 70 g / l pyridoxine, was spray-dried without first separating the cells.
  • a laboratory spray tower (1.2 mm nozzle) was used for this purpose at an inlet temperature of approx. 160 ° C, an outlet temperature of 70 ° C and a nozzle pressure of 2 bar. Air with a flow rate of 20 Nm 3 / h was used as the drying gas, and air with a flow rate of 2.6 Nm 3 / h was also used as the nozzle gas.
  • the pyridoxine-containing product thus produced was free-flowing.
  • the content of pyridoxine was determined by dissolving the powder in deionized water by HPLC and was 50% (w / w).
  • Aerosil® highly disperse silica

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Abstract

The invention relates to animal food additives containing a vitamin B6, a method for producing said additives, animal food compounds containing the inventive additive and a method for introducing said additives into the animal food compounds.

Description

Vitamin B6 und/oder deren Salze enthaltende Futtermittel-Additive und Verfahren zu deren HerstellungFeed additives containing vitamin B6 and / or their salts and process for their preparation
Die vorliegende Erfindung betrifft Vitamin B6-enthaltende Futtermitteladditive, Verfahren zu deren Herstellung, Tierfutterzusammensetzungen, additiviert mit einem erfindungsgemäßen Futtermitteladditiv, sowie Verfahren zur Additivierung von Tierfutterzusammensetzungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Additive.The present invention relates to feed additives containing vitamin B6, processes for their preparation, animal feed compositions, additivized with a feed additive according to the invention, and processes for additivating animal feed compositions using the additives according to the invention.
Vitamin B6 ist ein wesentlicher Nahrungsbestandteil für Mensch und Tier und wird von Bakterien, Pilzen und Pflanzen biosynthetisiert. Der Begriff "Vitamin B6" steht für eine Gruppe von 6 chemisch eng verwandten Verbindungen, welche unter physiologischen Bedingungen enzymatisch ineinander überführbar sind. Diesen Verbindungen ist der 2-Methyl-3- hydroxypyridin-Ring gemeinsam. In den Ringpositionen 4 und 5 trägt dieser Ring verschiedene Substituenten. Die oben genannte Gruppe von Vitamin-B6-Verbindungen umfasst Pyridoxin, Pyridoxal, Pyridoxamin sowie die entsprechenden S'-Phosphate dieser Verbindungen. Die gebräuchlichste Vitamin B6-Form ist das Pyridoxin-Hydrochlorid.Vitamin B6 is an essential nutrient for humans and animals and is biosynthesized by bacteria, fungi and plants. The term "vitamin B6" stands for a group of 6 chemically closely related compounds which can be enzymatically converted into one another under physiological conditions. These compounds have in common the 2-methyl-3-hydroxypyridine ring. In ring positions 4 and 5 this ring bears different substituents. The above group of vitamin B6 compounds includes pyridoxine, pyridoxal, pyridoxamine and the corresponding S'-phosphates of these compounds. The most common form of vitamin B6 is pyridoxine hydrochloride.
Vitamin B6 ist synthetisch sowohl auf chemischem als auch auf biochemischem Weg zugänglich. So beschreibt beispielsweise die EP-A-0 765 938 die fermentative Herstellung von Vitamin B6 durch Kultivierung eines Mikroorganismus der Gattung Rhizobium unter aeroben Bedingungen und anschließender Isolierung des gebildeten Vitamins aus der Fermentationsbrühe.Vitamin B6 is synthetically accessible both chemically and biochemically. For example, EP-A-0 765 938 describes the fermentative production of vitamin B6 by cultivating a microorganism of the genus Rhizobium under aerobic conditions and then isolating the vitamin formed from the fermentation broth.
Die Reindarstellung von fermentativ hergestelltem Vitamin B6 ist jedoch zeit- und kostenintensiv. Dies wiederum verteuert die Herstellung Vitamin B6-haltiger Präparate.However, the pure presentation of fermented vitamin B6 is time-consuming and cost-intensive. This in turn increases the cost of producing vitamin B6-containing preparations.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einfach herzustellende und kostengünstigere Vitamin B6-Präparate bereitzustellen. Insbesondere sollten diese Präparate als Futtermitteladditiv anwendbar sein. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein geeignetes Verfahren für die Herstellung solcher neuartiger Präparate zu finden.It is therefore an object of the present invention to provide vitamin B6 preparations which are simple to produce and less expensive. In particular, these preparations should be applicable as a feed additive. Another task is to find a suitable process for the production of such novel preparations.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Gelöst wird obige Aufgabe durch Bereitstellung eines Vitamin B6-enthaltenden Futtermitteladditivs, abgeleitet aus der Fermentationsbrühe eines Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus, wobei Vitamin B6 im Gemisch mit wenigstens einem nichtflüchtigen Bestandteil der Fermentationsbrühe vorliegt. Überraschenderweise wurde nämlich erfindungsgemäß festgestellt, dass Vitamin B6-haltige rauchbare Futtermitteladditive bereitgestellt werden können, die durch Trocknen der Fermentationsbrühe oder des Fermetationsüberstandes (Fermentationsbrühe nach Abtrennung zellulärer Bestandteile) des Produktionsstammes ohne vorhergehende Isolierung des gebildeten Vitamins zugänglich sind.The above object is achieved by providing a feed additive containing vitamin B6, derived from the fermentation broth of a vitamin B6-producing microorganism, vitamin B6 being present in a mixture with at least one non-volatile constituent of the fermentation broth. Surprisingly, it was found according to the invention that vitamin B6-containing smokable feed additives can be provided, which are accessible by drying the fermentation broth or the fermentation supernatant (fermentation broth after separation of cellular constituents) of the production strain without prior isolation of the vitamin formed.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Futtermitteladditiv einen Vitamin B6-Gehalt von etwa 1 bis 95% Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs, auf.The feed additive according to the invention preferably has a vitamin B6 content of about 1 to 95% by weight, based on the total weight of the dry additive.
„Vitamin B6" im Sinne der Erfindung steht dabei für wenigstens eine Verbindung, ausgewählt unter Pyridoxin, Pyridoxamin, Pyridoxal, den 5'-Posphaten und den Säureadditionssalzen, wie z.B. Hydrochloriden, dieser Verbindungen."Vitamin B6" in the context of the invention stands for at least one compound selected from pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal, the 5'-phosphates and the acid addition salts, such as hydrochlorides, of these compounds.
Das Futtermitteladditiv liegt in trockener Form, vorzugsweise als Pulver oder Granulat, vorliegt. Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Produkt ein herkömmlichesThe feed additive is in dry form, preferably in the form of powder or granules. The product according to the invention can optionally be a conventional one
Polymercoating aufweisen. Beispielsweise sind geeignete Beschichtungsmittel beschrieben in der WO-A-01/00042, worauf hiermit Bezug genommen wird.Have polymer coating. For example, suitable coating compositions are described in WO-A-01/00042, to which reference is hereby made.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Futtermitteladditiv außerdem einen inerten, futtermitteltauglichen, porösen Träger, vorzugsweise in einem Anteil von etwa10 bis 90% Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs.According to a further preferred embodiment, the feed additive according to the invention also contains an inert, feed-compatible, porous carrier, preferably in a proportion of approximately 10 to 90% by weight, based on the total weight of the dry additive.
Gewünschtenfalls kann das Futtermitteladditiv außerdem wenigstens eine weitere Vitamin B6-kompatible, nicht flüchtige Futtermitteladditiv-Komponente, wie z.B. anderer Vitamine , Aminosäuren, Zucker und dergleichen, enthalten.If desired, the feed additive can also contain at least one other vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component, such as e.g. other vitamins, amino acids, sugar and the like.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Futtermitteladditivs das dadurch gekennzeichnet, dass manAnother object of the invention relates to a method for producing a feed additive according to the invention, which is characterized in that
a) die Vitamin B6-haltige Fermentationsbrühe eines Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus einer Trocknung unterzieht und b) das erhaltenen Trockenprodukt gegebenenfalls zerkleinert und klassiert.a) subjecting the fermentation broth containing vitamin B6 of a vitamin B6-producing microorganism to drying, and b) optionally crushing and classifying the resulting dry product.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vor dem Trocknen zuerst aus der Brühe zelluläre Bestandteile (Zellen oder Zellfragmente) des Produktionsstammes teilweise oder vollständig entfernt und der dabei anfallende Fermentationsüberstand wird anschließend getrocknet.In a preferred embodiment of the method according to the invention, cellular constituents (cells or cell fragments) of the Production strain partially or completely removed and the resulting fermentation supernatant is then dried.
In einer weiteren Bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Trocknung der* Fermentationsbrühe bzw. des Fermentationsüberstandes in Gegenwart eines inerten, futtermitteltauglichen, porösen Trägers.In a further preferred embodiment, the * fermentation broth or the fermentation supernatant is dried in the presence of an inert, feed-compatible, porous carrier.
Erfindungsgemäße brauchbare Trocknungsverfahren sind Sprühtrocknung, Sprühgranulation, Kontakttrocknung oder Gefriertrocknung. Die Sprühtrocknung ist dabei bevorzugt.Drying methods which can be used according to the invention are spray drying, spray granulation, contact drying or freeze drying. Spray drying is preferred.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des Verfahrens wird der Fermentationsbrühe oder dem Fermentationsüberstand vor oder während der Trocknung wenigstens eine weitere Vitamin B6-kompatible, nicht flüchtige Futtermitteladditiv-Komponente zusetzt.According to a further preferred variant of the method, at least one further vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component is added to the fermentation broth or the fermentation supernatant before or during drying.
Erfindungsgemäß brauchbar sind grundsätzlich alle Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismen, insbesondere alle rekombinanten oder nicht-rekombinanten prokaryotischen oder eukaryotischen Mikroorganismen. Bevorzugte Vitamin B6-produzierende Mikroorganismen sind ausgewählt ist unter Mikroorganismen der Gattung Bacillus, insbesondere der Spezies Bacillus subtilis.In principle, all vitamin B6-producing microorganisms are usable according to the invention, in particular all recombinant or non-recombinant prokaryotic or eukaryotic microorganisms. Preferred vitamin B6-producing microorganisms are selected from microorganisms of the genus Bacillus, in particular of the species Bacillus subtilis.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft Tierfutterzusammensetzungen, additiviert mit wenigstens einem Vitamin B6-haltigen Futtermitteladditiv gemäß obiger Definition.Another object of the invention relates to animal feed compositions, added with at least one vitamin B6-containing feed additive as defined above.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Additivierung einer Trierfutterzusammensetzung mit Vitamin B6, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einem üblichen Tierfutter wenigstens ein Vitamin B6-haltiges Additiv gemäß obiger Definition zusetzt und gegebenenfalls mischt und die Mischung gegebenenfalls weiter konfektioniert.Finally, the invention relates to a method for additizing a Trierfutter Composition with vitamin B6, which is characterized in that at least one vitamin B6-containing additive according to the above definition is added to a conventional animal feed and optionally mixed and the mixture optionally further made up.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
a) Das erfindungsgemäße Futtermitteladditiva) The feed additive according to the invention
Das erfindungsgemäße Futtermitteladditiv liegt vorzugsweise als feinteiliges, rieselfähiges Pulver bzw. in granulierter Form vor. Typische Partikelgrößenbereiche sind 5 bis 200 μm, wie z.B. 10 bis 150 μm, 20 bis 100μm oder 30 bis 80 μm.The feed additive according to the invention is preferably in the form of a finely divided, free-flowing powder or in granular form. Typical particle size ranges are 5 to 200 μm, e.g. 10 to 150 μm, 20 to 100 μm or 30 to 80 μm.
Die Schüttdichte der erfindungsgemäßen Additive liegt im Bereich von etwa 100 bis 600 g/l, wie z.B. 150 bis 400 g/l oder 200 bis 350 g/l. Der Vitamin-B6-Gehalt des erfindungsgemäßen Additivs liegt im Bereich von etwa 1-95 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 20-80 Gew.-%, insbesondere etwa 30-75 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs. Der Gehalt an anorganischen Bestandteilen (insbesondere anorganische Rückstände aus der Fermentationsbrühe) kann in den erfindungsgemäßen Additivpräparaten im Bereich von etwa 1-50 Gew.-%, bei Verwendung eines bei der Herstellung zugesetzten Trägers sogar bis zu etwa 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs, betragen. Organische Bestandteile aus der Fermentationsbrühe können in einem Anteil von etwa 0,1-35 Gew.-% vorliegen. Der Gehalt an Biotrockenmasse, d.h. von nicht abgetrennten Mikroorganismen, oder Zellfragmenten, kann je nach Herstellungsweise ebenfalls bis zu etwa 40 Gew.-% betragen. Der Restfeuchtegehalt des fertigen Additivs liegt vorzugsweise im Bereich von weniger als etwa 3-5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Additivs. Obige Gewichtsprozentangaben sind bezogen auf das Gesamtgewicht des Trockenprodukts (vorzugsweise ohne Restfeuchte).The bulk density of the additives according to the invention is in the range from about 100 to 600 g / l, such as 150 to 400 g / l or 200 to 350 g / l. The vitamin B6 content of the additive according to the invention is in the range of approximately 1-95% by weight, preferably approximately 20-80% by weight, in particular approximately 30-75% by weight, in each case based on the total weight of the dry additive. The content of inorganic constituents (in particular inorganic residues from the fermentation broth) in the additive preparations according to the invention can be in the range from about 1-50% by weight, or even up to about 90% by weight when using a carrier added during production on the total weight of the dry additive. Organic constituents from the fermentation broth can be present in a proportion of approximately 0.1-35% by weight. The content of dry biomass, ie of microorganisms which have not been separated off, or of cell fragments, can likewise be up to about 40% by weight, depending on the method of production. The residual moisture content of the finished additive is preferably in the range of less than about 3-5% by weight, based on the total weight of the additive. The above percentages by weight are based on the total weight of the dry product (preferably without residual moisture).
Gewünschtenfalls kann das erfindungsgemäße Futtermitteladditiv weitere ernährungsrelevante Komponenten, wie beispielsweise Vitamine, Aminosäuren, Mineralien und Spurenelemente enthalten. Diese können ebenfalls aus der Mikroorganismen-Kultur stammen oder im Laufe des später noch genauer beschriebenen Herstellungsverfahrens als exogene Substanzen zugesetzt werden.If desired, the feed additive according to the invention can contain further nutritional components, such as vitamins, amino acids, minerals and trace elements. These can also come from the microorganism culture or can be added as exogenous substances in the course of the production process described in more detail later.
b) Additivherstellungb) Additive manufacturing
b1) geeignete Mikroorganismenb1) suitable microorganisms
Erfindungsgemäß brauchbar sind sämtliche, natürlich vorkommende oder rekombinante, Mikroorganismen, welche zur Produktion von Vitamin B6 befähigt sind. Besonders geeignet sind gram-positive oder gram-negative Bakterien der Gattung Bacillus, Escherichia, Corynebacterium, Lactobacillus, Lactococcus .Streptomyces und Rhizobium, Salmonella, Klebsiella, Serratia, Pseudomonas und Proteus; sowie Hefen der Gattung Saccharomyces , wie die Stämme wie Saccharomyces cerevisiae , Saccharomyces pombe und Schizosaccharomyces pombe ; und Pilze, wie z.B. solche der Gattungen Aspergillus und Penicillium.All naturally occurring or recombinant microorganisms which are capable of producing vitamin B6 can be used according to the invention. Gram-positive or gram-negative bacteria of the genus Bacillus, Escherichia, Corynebacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Streptomyces and Rhizobium, Salmonella, Klebsiella, Serratia, Pseudomonas and Proteus are particularly suitable; and yeasts of the genus Saccharomyces, such as the strains such as Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces pombe and Schizosaccharomyces pombe; and mushrooms such as those of the genera Aspergillus and Penicillium.
Beispiele für geeignete Rhizobium-Siämme sind in der EP 765 938 genannt, worauf hiermit Bezug genommen wird. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Bakterien der Gattung Bacillus, insbesondere des Stammes Bacillus subtilis, Bacillus lentim'orbus, Bacillus lentus, Bacillus firmus, Bacillus pantothenticus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillus thuπngiensis, Bacillus halodurans, und andere Bacillus species, beispielsweise charakterisiert durch the 16S rRNA Typ. Weiterhin sind zu nennnen Bacillus brevis , Bacillus stearothermophilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, und Bacillus pumilus. Bevorzugt sind Miroorganismen des Stammen Bacillus SubtilisExamples of suitable rhizobium seeds are given in EP 765 938, to which reference is hereby made. According to the invention, bacteria of the genus Bacillus, in particular of the strain Bacillus subtilis, Bacillus lentim ' orbus, Bacillus lentus, Bacillus, are preferred firmus, Bacillus pantothenticus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillus thungngiensis, Bacillus halodurans, and other Bacillus speciesS, for example, characterized by TypRNA. Bacillus brevis, Bacillus stearothermophilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, and Bacillus pumilus can also be named. Microorganisms from the Bacillus Subtilis strain are preferred
b2) Fermentationsmedienb2) fermentation media
Die für die fermentative Vitamin-B6-Produktion verwendeten Kulturmedien sind in dem Fachmann bekannter Weise an die Kultivierungsbedingungen des jeweils verwendeten Mikroorganismus angepasst. Die Herstellung geeigneter Kulturmedien ist beispielsweise im "Manual of Methods for General Bacteriology", American Society for Bacteriology, USA, 1981 beschrieben.The culture media used for the fermentative production of vitamin B6 are adapted in a manner known to the person skilled in the art to the cultivation conditions of the microorganism used in each case. The preparation of suitable culture media is described, for example, in the "Manual of Methods for General Bacteriology", American Society for Bacteriology, USA, 1981.
Im Allgemeinen enthält jedes Kulturmedium eine assimilierbare Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, anorganische Salze und gegebenenfalls weitere wachstumsfördemde bzw. die Vitamin-B6-Produktion begünstigende Bestandteile.In general, each culture medium contains an assimilable carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and, if appropriate, further growth-promoting or vitamin B6-producing components.
Als Beispiele für geeignete Kohlenstoffquellen sind zu nennen Zucker, wie Glucose, Fructose, Lactose, Galactose, Sucrose, Maltose, sowie Stärke, Stärkehydrolysate, wie Dextrin, Cellulosehydrolysate oder Melasse. Weitere Beispiele sind Alkohole, wie z.B. Glycerin, Säuren, wie z.B. Essigsäure, Öle und Fette, wie z.B. Sojaöl, Sonnenblumenöl und Kokosfett, Fettsäuren, wie z.B. Palmitin-, Stearin- und Linolsäure, sowie Mischungen oben genannter Stoff klassen.Examples of suitable carbon sources include sugars such as glucose, fructose, lactose, galactose, sucrose, maltose, and starch, starch hydrolysates such as dextrin, cellulose hydrolysates or molasses. Other examples are alcohols, e.g. Glycerin, acids such as e.g. Acetic acid, oils and fats, e.g. Soybean oil, sunflower oil and coconut fat, fatty acids such as e.g. Class palmitic, stearic and linoleic acid, as well as mixtures of the above substance.
Als Beispiele für geeignete Stickstoffquellen sind zu nennen: Ammoniak, Ammoniumsalze anorganischer oder organischer Säuren, wie Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat und Ammoniumacetat; Harnstoff; Nitrat und Nitritsalze und andere stickstoffhaltigen Materialien, wie Aminosäuren, Fleischextrakt, Pepton, Fischmehl, Fischhydrolysate, Caseinhydrolysate, Sojabohnenhydrolysate, Hefeextrakt, getrocknete Hefe, Ethanol-Hefedestillat, Sojabohnenmehl, Baumwollsamenmehl und dergleichen.Examples of suitable nitrogen sources are: ammonia, ammonium salts of inorganic or organic acids, such as ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium sulfate and ammonium acetate; Urea; Nitrate and nitrite salts and other nitrogenous materials such as amino acids, meat extract, peptone, fish meal, fish hydrolyzate, casein hydrolyzate, soybean hydrolyzate, yeast extract, dried yeast, ethanol yeast distillate, soybean meal, cottonseed meal and the like.
Außerdem können zusätzlich anorganische Salze enthalten sein, wie z.B. Salze von Kalium, Calcium, Natrium, Magnesium, wie z.B. Salze der Schwefel- oder Phosphorsäure mit einem der obigen Metalle als Kation.In addition, inorganic salts can also be present, such as, for example, salts of potassium, calcium, sodium, magnesium, such as, for example, salts of sulfuric or phosphoric acid with a of the above metals as a cation.
Geeignete Spurenelemente, wie z.B. Arsen, Cobalt, Chrom, Kupfer, Fluor, Jod, Lithium, Mangan, Eisen, Nickel Molybdän, Selen, Vanadium, Zinn und Zink, und Wachstumsfaktoren, wie z.B. Coenzym A, Pantothensäure, Biotin, Thiamin, Riboflavin, Flavinmononukleotid, Flavinadenindinukleotid und andere Vitamine, Aminosäuren, wie Cystein, Natriumthiosulfat, p- Aminobenzosäure, Niazinamid und dergleichen, können ebenfalls einzeln oder in Kombination zugesetzt werden. Diese können in reiner Form oder in Form natürlicher Stoffe, welche diese Substanzen enthalten, eingesetzt werden.Suitable trace elements, e.g. Arsenic, cobalt, chromium, copper, fluorine, iodine, lithium, manganese, iron, nickel molybdenum, selenium, vanadium, tin and zinc, and growth factors such as e.g. Coenzyme A, pantothenic acid, biotin, thiamine, riboflavin, flavin mononucleotide, flavin adenine dinucleotide and other vitamins, amino acids such as cysteine, sodium thiosulfate, p-aminobenzoic acid, niazinamide and the like can also be added individually or in combination. These can be used in pure form or in the form of natural substances which contain these substances.
Als Phosphorquelle sind beispielsweise zu nennen Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat und die entsprechenden Natriumsalze davon.Potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate and the corresponding sodium salts thereof may be mentioned as examples of a phosphorus source.
Außerdem können dem Fermentationsmedium geeignete Antischaummittel, wie z.B. solche auf Basis tierischer, pflanzlicher oder mineralischer Öle zugesetzt werden.In addition, suitable anti-foaming agents, e.g. those based on animal, vegetable or mineral oils are added.
b3) Kultivierungb3) cultivation
Die jeweils eingesetzte Fermentationstechnik richtet sich in erster Linie nach der Größe des Ansatzes. Während für kleinere Ansätze aerobe Schüttelkulturen prinzipiell geeignet sind, ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Fermentationsverfahrens im industriellen Maßstab eine Fermentation unter submersen aeroben Bedingungen bevorzugt. Dabei können die Mikroorganismen kontinuierlich oder auch diskontinuierlich, im Batch-Verfahren oder im Feed Batch-Verfahren oder im Repeated Feed Batch-Verfahren kultiviert werden. Eine Zusammenstellung geeigneter Verfahren ist beispielsweise zu finden in Bioprozesstechnik 1 , Einführung in die Bioverfahrenstechnik, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1991 oder in Bioreaktoren und periphere Einrichtungen, Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994.The fermentation technology used depends primarily on the size of the batch. While aerobic shake cultures are suitable in principle for smaller batches, fermentation under submerged aerobic conditions is preferred for carrying out the fermentation process according to the invention on an industrial scale. The microorganisms can be cultured continuously or discontinuously, in the batch process or in the feed batch process or in the repeated feed batch process. A compilation of suitable processes can be found, for example, in Bioprozesstechnik 1, Introduction to Biochemical Engineering, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1991 or in Bioreactors and Peripheral Devices, Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994.
Der pH-Wert des Kulturmediums wird mit Hilfe geeigneter Puffer auf optimale Wachstumsbedingungen, d.h. auf Werte im Bereich von etwa 5-9, vorzugsweise etwa 6,5- 7,5 eingestellt. Die Kultivierungstemperatur liegt bei etwa 10-45 °C, vorzugsweise bei etwa 25-35 °C. Die Kultivierungsdauer beträgt etwa 1-14 Tage, vorzugsweise 1-7 Tage.The pH of the culture medium is adjusted to optimal growth conditions, e.g. set to values in the range of about 5-9, preferably about 6.5-7.5. The cultivation temperature is about 10-45 ° C, preferably about 25-35 ° C. The cultivation period is about 1-14 days, preferably 1-7 days.
Für die Herstellung der Produktionskultur wird sterilisiertes Fermentationsmediums mit einer frisch gewachsenen Vorkultur, beispielsweise einer Schüttelkultur, mit ausreichenderSterilized fermentation medium with a freshly grown preculture, for example a shake culture, is used with sufficient for the production culture
Zelldichte, vorzugsweise nach Beendigung der logarithmischen Wachstumsphase, angeimpft. Die auf diese Weise nach Kultivierung erhaltene Fermentationsbrühe weist eine Trockenmasse im Bereich von etwa 5-40 Gew.-% auf. Der Vitamin-B6-Gehalt liegt im Bereich von etwa 1-10 Gew.-%.Cell density, preferably after completion of the logarithmic growth phase, inoculated. The fermentation broth obtained in this way after cultivation has a dry matter in the range of about 5-40% by weight. The vitamin B6 content is in the range of about 1-10% by weight.
b4) Aufarbeitung der Vitamin B6-haltigen Fermentationsbrüheb4) working up the fermentation broth containing vitamin B6
Nach Beendigung der Fermentation kann die Vitamin B6-haltige Fermentationsbrühe entweder direkt zum fertigen trockenen Futtermitteladditiv verarbeitet werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können jedoch aus der Fermentationsbrühe zunächst die zellulären Bestandteile ganz oder teilweise, beispielsweise durch Zentrifugation, entfernt werden. Der dabei anfallende Fermentationsüberstand wird anschließend zum erfindungsgemäßen Futtermitteladditiv verarbeitet.After completion of the fermentation, the fermentation broth containing vitamin B6 can either be processed directly into the finished dry feed additive. According to another embodiment of the invention, however, all or part of the cellular constituents can first be removed from the fermentation broth, for example by centrifugation. The resulting fermentation supernatant is then processed into the feed additive according to the invention.
Die Aufarbeitung erfindungsgemäßer Vitamin B6-haltiger Fermentationsbrühen bzw. Fermentationsüberstände kann nach verschiedenen, aus dem Stand der Technik an sich bekannten Verfahren erfolgen. Insbesondere eignen sich zur Herstellung die Trocknungsverfahren wie Sprühtrocknung, Sprühgranulation, Kontakttrocknung oder Gefriertrocknung. Geeignete Verfahren sind beispielsweise beschrieben in: O. Krischer, W. Käst, Trocknungstechnik Erster Band, "Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik", Springer- Verlag 1978; Krischer/Kröll, Trocknungstechnik Zweiter Band, "Trockner und Trocknungsverfahren", Springer-Verlag 1959; K. Kröll, W. Käst, Trocknungstechnik Dritter Band, "Trocknen und Trockner in der Produktion", Springer-Verlag 1989; K. Masters, "Spray Drying Handbook", Longman Scientific & Technical 1991, 725 Seiten; H. Uhlemann, L. Mörl, "Wirbelschicht - Sprühgranulation", Springer-Verlag 2000; Gefriertrocknung: Georg-Wilhelm Oetjen, "Gefriertrocknen", VCH 1997. Auf die Offenbarung der oben beschriebenen Druckschriften wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.Fermentation broths or fermentation supernatants containing vitamin B6 according to the invention can be worked up by various methods known per se from the prior art. Drying processes such as spray drying, spray granulation, contact drying or freeze drying are particularly suitable for the production. Suitable processes are described, for example, in: O. Krischer, W. Käst, Drying Technology First Volume, "The Scientific Foundations of Drying Technology", Springer Verlag 1978; Krischer / Kröll, drying technology second volume, "dryer and drying process", Springer-Verlag 1959; K. Kröll, W. Käst, drying technology third volume, "Drying and drying in production", Springer-Verlag 1989; K. Masters, "Spray Drying Handbook", Longman Scientific & Technical 1991, 725 pages; H. Uhlemann, L. Mörl, "Fluidized Bed - Spray Granulation", Springer-Verlag 2000; Freeze drying: Georg-Wilhelm Oetjen, "Freeze drying", VCH 1997. Reference is hereby expressly made to the disclosure of the publications described above.
Besonders bevorzugt erfolgt der erfindungsgemäße Trocknungsschritt durch Sprühtrocknung, wie beispielsweise Sprühtrocknung mit integrierten Wirbelbett, oder durch Sprühgranulation.The drying step according to the invention is particularly preferably carried out by spray drying, such as spray drying with an integrated fluidized bed, or by spray granulation.
Falls erwünscht kann die Trocknung in Gegenwart eines geeigneten fiuttermitteltauglichen Trägermaterials durchgeführt werden, wodurch insbesondere die Rieselfähigkeit und damit die Produktqualität verbessert werden kann.If desired, the drying can be carried out in the presence of a suitable feed material suitable for feed, whereby in particular the flowability and thus the product quality can be improved.
Als futtermitteltaugliche Trägermaterialien können übliche inerte Träger verwendet werden. Ein "inerter" Träger darf keine negativen Wechselwirkungen mit Vitamin B6 und den gegebenenfalls weiteren in dem Additiv enthaltenen Nahrungszusätzen zeigen und muss für die Verwendung als Hilfsstoff in Futtermittelzusätzen unbedenklich sein. Als Beispiele für geeignete Trägermaterialien sind zu nennen: anorganische oder organische Verbindungen natürlichen oder synthetischen Ursprungs. Beispiele für geeignete niedermolekulare anorganische Träger sind Salze, wie Natriumchlorid, Calciumcarbonat, Natriumsulfat und Magnesiumsulfat, oder Kieselsäure. Beispiele für geeignete organische Träger sind insbesondere Zucker, wie z. B. Glucose, Fructose, Saccharose sowie Dextrine und Stärkeprodukte. Als Beispiele für höhermolekulare organische Träger sind zu nennen: Stärke- und Cellulosepräparate, wie insbesondere Maisstärke, Getreidemehle, wie z. B. Weizen-, Roggen-, Gersten- und Hafermehl oder Gemische davon oder Weizengrießkleie. Das Trägermaterial kann in dem Vitaminpräparat, bezogen auf Trockenbasis, in einem Anteil von etwa 5 bis 85 Gew.-%, wie z.B. etwa 10 bis 30 Gew.-%, 20 bis 40 Gew.-% oder 50 bis 85 Gew.-%, enthalten.Customary inert carriers can be used as carrier materials suitable for feed. An "inert" carrier must not show any negative interactions with vitamin B6 and any other food additives contained in the additive and must be used for the use as an adjuvant in feed additives must be harmless. Examples of suitable carrier materials are: inorganic or organic compounds of natural or synthetic origin. Examples of suitable low molecular weight inorganic carriers are salts such as sodium chloride, calcium carbonate, sodium sulfate and magnesium sulfate, or silica. Examples of suitable organic carriers are, in particular, sugars, such as, for. B. glucose, fructose, sucrose and dextrins and starch products. Examples of higher molecular weight organic carriers are: starch and cellulose preparations, such as especially corn starch, cereal flours, such as. B. wheat, rye, barley and oatmeal or mixtures thereof or wheat semolina. The carrier material can be present in the vitamin preparation, on a dry basis, in a proportion of approximately 5 to 85% by weight, such as approximately 10 to 30% by weight, 20 to 40% by weight or 50 to 85% by weight. , contain.
Im folgenden sollen einige bevorzugte Trocknungstechniken in allgemeiner Form kurz abgehandelt werden.In the following, some preferred drying techniques will be briefly dealt with in general.
Die Sprühtrocknung von flüssigen Fermentationsbrühen bzw.- überständen kann so durchgeführt werden, dass die man zunächst dien Vitamin B6-haltige Flüssigphase zum Zerstäuber im Sprühturm gepumpt. Die Zerstäubung erfolgt z.B. mittels einer Druckdüse (Einstoffdüse), einer Zweistoffdüse oder eines Zentrifugalzerstäubers. Die Trocknung derThe spray drying of liquid fermentation broths or supernatants can be carried out in such a way that the liquid phase containing the vitamin B6 is first pumped to the atomizer in the spray tower. The atomization takes place e.g. by means of a pressure nozzle (single-substance nozzle), a two-substance nozzle or a centrifugal atomizer. The drying of the
Tröpfchen erfolgt durch einen in den Sprühtrockner geleiteten Heißluftstrom. Bei Verwendung von Zentrifugalzerstäubern erfolgt die Trocknung vorzugsweise im Gleichstrom. Bei Düsen kann die Trocknung auch im Gegen- oder Mischstrom erfolgen. Das getrocknete Pulver kann am Turm ausgetragen werden oder es wird mit dem Luftstrom mitgeführt und in einem Zyklon und/oder Filter abgetrennt. Je nach Produkt und Fahrweise kann eine Nachtrocknung erforderlich sein, die in einem internen, an den Sprühtrockner aufgeflanschten oder einem externen Wirbelbett erfolgen kann.Droplets are generated by a hot air stream directed into the spray dryer. When using centrifugal atomizers, drying is preferably carried out in cocurrent. In the case of nozzles, drying can also take place in countercurrent or mixed flow. The dried powder can be discharged on the tower or it is carried along with the air stream and separated in a cyclone and / or filter. Depending on the product and driving style, post-drying may be required, which can be done in an internal fluid bed flanged onto the spray dryer or in an external fluid bed.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Trocknungsverfahrens wird dem Trocknungsschritt, insbesondere der Sprühtrocknung eine kontinuierliche oder diskontinuierlicheIn a variant of the drying method according to the invention, the drying step, in particular the spray drying, becomes a continuous or discontinuous one
Wirbelbettagglomeration nachgeschaltet. Dazu wird in einem Wirbelbetttrockner zu Beginn des Verfahrens ein pulverförmiges Material, z.B. durch Sprühtrocknung erhaltenes pulverförmiges Additiv, vorgelegt. Die Verwirbelung erfolgt z.B. durch Zufuhr vorgewärmter Luft. Man sprüht auf die Wirbelschicht eine Flüssigphase, wie z.B. Fermentationsbrühe oder Fermentationsüberstand oder eine bindemittelhaltige Lösung, auf, wodurch man das vorgelegte Pulver mit dieser Lösung benetzt und durch deren Klebeeigenschaften zunehmend agglomeriert. Gleichzeitig wird kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich-, d.h. intervallweise getaktet, eine Teilmenge Agglomerat aus der Wirbelschicht ausgetragen. Der Austrag wird z.B. mit Hilfe eines Siebs klassiert. Dabei anfallendes Grobgut kann dabei gemahlen und kontinuierlich in das Wirbelbett wieder zurückgeführt werden. Feinanteile, wie z.B. aus der Abluftfilteranlage, können ebenfalls kontinuierlich zurückgeführt werden.Fluid bed agglomeration downstream. For this purpose, a powdery material, for example powdery additive obtained by spray drying, is placed in a fluidized bed dryer at the beginning of the process. The swirling takes place, for example, by supplying preheated air. A liquid phase, such as, for example, fermentation broth or fermentation supernatant or a binder-containing solution, is sprayed onto the fluidized bed, as a result of which the powder introduced is wetted with this solution and its adhesive properties increasingly agglomerate. At the same time it becomes continuous or quasi-continuous, ie clocked at intervals, a portion of agglomerate discharged from the fluidized bed. The discharge is classified using a sieve, for example. The resulting coarse material can be ground and continuously returned to the fluidized bed. Fine particles, such as from the exhaust air filter system, can also be continuously recycled.
Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante kann die Herstellung eines solchen agglomerierten Vitamin B6-Präparates kontinuierlich und zwar unter kontinuierlicher Zuführung der trockenen pulverförmigen Vorlage erfolgen. Dafür eignen sich besonders Wirbelbetttrockner mit mehreren Sprüh- und gegebenenfalls Trockenzonen. In der ersten Zone wird trockenes Vitamin b6-haltiges Pulver aufgegeben, verwirbelt und eine Lösung des oben beschriebenen Typs zur Agglomerierung eingesprüht. Das in dieser Zone gebildete Agglomerat wird in die nächste Zone überführt. In diese und gegebenenfalls in einer oder mehreren weiteren Zonen können ebenfalls Lösungen gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung eingesprüht werden. Durch einen für alle Zonen gemeinsamen Zuluftstrom oder getrennte Zuluftströme, die entsprechend erwärmt sind, wird derAccording to a further process variant, the production of such an agglomerated vitamin B6 preparation can be carried out continuously, namely with continuous supply of the dry powdery charge. Fluidized bed dryers with several spray and possibly drying zones are particularly suitable for this. In the first zone, dry powder containing vitamin B6 is added, swirled and a solution of the type described above is sprayed in for agglomeration. The agglomerate formed in this zone is transferred to the next zone. Solutions of the same or different composition can also be sprayed into this and, if appropriate, in one or more further zones. The supply air flow is common to all zones or separate supply air flows are heated accordingly
Wasseranteil der aufgesprühten Lösungen wieder entzogen. In einer oder mehreren der letzten Zonen kann noch nachgetrocknet werden. Hier befindet sich auch der Produktaustrag. Die Aufarbeitung des Produkts erfolgt wie oben beschrieben.Water portion of the sprayed solutions removed again. You can still dry in one or more of the last zones. The product discharge is also located here. The product is worked up as described above.
Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante umfasst eine Sprühtrocknung vonAnother preferred process variant comprises spray drying
Fermentationsflüssigkeit zu einem Pulver, gekoppelt mit der anschließenden Agglomeration des sprühgetrockneten Pulvers. Diese kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bevorzugt ist die kontinuierliche Fahrweise.Fermentation liquid to a powder, coupled with the subsequent agglomeration of the spray-dried powder. This can be carried out batchwise or continuously. Continuous driving is preferred.
Derartige Verfahren können unter Verwendung herkömmlicher Sprühtrocknungsanlagen durchgeführt werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Durchführung aber in Vorrichtungen, welche als FSD (Fluidized Spray Dryer) SBD (Spray Bed Dryer) oder MSD (Multi Stage Dryer) bekannt sind.Such processes can be carried out using conventional spray drying systems. However, it is advantageously carried out in devices known as FSD (Fluidized Spray Dryer) SBD (Spray Bed Dryer) or MSD (Multi Stage Dryer).
Eine Fluidized Spray Dryer (FSD)-Trocknungsanlage zur kontinuierlichen Herstellung eines erfindungsgemäßen Vitamin B6-Präparates kann insbesondere nach folgendem Schema betrieben werden: Fermentationsflüssigkeit (Brühe oder Überstand) wird über eine Zuleitung in den Kopf des FSD-Trockners eingeleitet und mit Hilfe eines Zerstäubers zerstäubt. Die Trocknung erfolgt durch Einleitung von Luft im Gleichstrom. Die Luft wird dabei über eine Heizung vorgewärmt. Das sprühgetrocknete Pulver sammelt sich im integrierten Wirbelbett im Boden des FSD-Trockners und wird dort mit Hilfe einer Sprühvorrichtung unter Verwendung von Druckluft D mit Fermentationsflüssigkeit und/oder Bindemittellösung besprüht und mit eingeleiteter Luft verwirbelt wird. Die Luft wird dazu vorgewärmt und durch eine Zuleitung unterhalb des Anströmbodens des integrierten Wirbelbettes zugeführt. Das dabei anfallende Voragglomerat gelangt anschließend in ein nachgeschaltetes, externes Wirbelbett. In dieses Wirbelbett wird von unten über eine weitere Zuleitung vorgewärmte Luft eingeführt. Das im Wirbelbett vorgelegte Voragglomerat wird mit Hilfe einer weiteren Sprühvorrichtung unter Verwendung von Druckluft erneut mit Fermentationsflüssigkeit und/oder Bindemittellösung besprüht und zum Endprodukt agglomeriert. Das fertige Agglomerat wird aus dem Wirbelbett ausgetragen und kann, wie oben beschrieben, weiter aufgearbeitet werden.A fluidized spray dryer (FSD) drying system for the continuous production of a vitamin B6 preparation according to the invention can in particular be operated according to the following scheme: fermentation liquid (broth or supernatant) is introduced into the head of the FSD dryer via a feed line and atomized with the aid of an atomizer , Drying takes place by introducing air in cocurrent. The air is preheated by a heater. The spray-dried powder collects in the integrated fluidized bed in the bottom of the FSD dryer and is sprayed with fermentation liquid and / or binder solution there with the help of a spray device using compressed air D. introduced air is swirled. For this purpose, the air is preheated and fed through a feed line below the inflow floor of the integrated fluidized bed. The resulting pre-agglomerate then arrives in a downstream, external fluidized bed. Pre-heated air is introduced into this fluidized bed from below via a further feed line. The pre-agglomerate placed in the fluidized bed is sprayed again with a further spray device using compressed air with fermentation liquid and / or binder solution and agglomerated to the end product. The finished agglomerate is discharged from the fluidized bed and can be worked up further, as described above.
Die Zusammensetzung und Menge der eingedüsten Flüssigkeiten richten sich nach den Klebeeigenschaften der eingesprühten Lösung, der zu erzielenden Agglomeratgrösse und den Prozessbedingungen.The composition and amount of the injected liquids depend on the adhesive properties of the sprayed solution, the agglomerate size to be achieved and the process conditions.
Für den Fall, dass die Klebeeigenschaften der aufgesprühten Fermentationslösung und des vorgelegten pulverförmigen Materials nicht ausreichen, um nach dem Aufsprühen ein stabiles Verkleben der Partikel zu gewährleisten, ist zusätzlich die Verwendung eines Bindemittels von Vorteil. Dadurch wird vermieden, dass die Agglomerate beim Trocknen wieder zerfallen. In solchen Fällen ist es bevorzugt, ein in wässrigem Medium lösliches oder dispergierbares Bindemittel in das Wirbelbett einzusprühen. Das Bindemittel kann entweder in der einzusprühenden Fermentationslösung gelöst sein oder getrennt davon, gleichzeitig oder zeitlich versetzt, eingesprüht werden. Als Beispiele für geeignete Bindemittel sind zu nennen Lösungen von Kohlehydraten, wie z.B. Glucose, Saccharaose, Dextrine u.a., Zuckeralkohole, wie z.B. Mannit, oder Polymerlösungen, wie beispielsweise Lösungen von Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Polyvinylpyrrolidon (PVP), ethoxylierte Cellulose (EC), Ethylcellulose oder Propylcellulose. Durch gezielte Wahl von Menge und Klebeeigenschaften des eingesprühten Bindemittels entstehen Agglomerate unterschiedlicher Größe und Festigkeit.In the event that the adhesive properties of the sprayed fermentation solution and the powder material presented are not sufficient to ensure stable adhesion of the particles after spraying, the use of a binder is also advantageous. This prevents the agglomerates from falling apart again when drying. In such cases, it is preferred to spray a binder which is soluble or dispersible in an aqueous medium into the fluidized bed. The binder can either be dissolved in the fermentation solution to be sprayed in or sprayed in separately, at the same time or at different times. Examples of suitable binders include solutions of carbohydrates, e.g. Glucose, saccharose, dextrins and others, sugar alcohols such as Mannitol, or polymer solutions, such as solutions of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), polyvinyl pyrrolidone (PVP), ethoxylated cellulose (EC), ethyl cellulose or propyl cellulose. The targeted selection of the amount and adhesive properties of the sprayed-in binder produces agglomerates of different sizes and strengths.
Wird das Bindemittel im Gemisch mit der Fermentationslösung aufgesprüht, so liegt der Bindemittelanteil gewöhnlich im Bereich von etwa 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung.If the binder is sprayed on as a mixture with the fermentation solution, the binder content is usually in the range from about 0.5 to 20% by weight, preferably about 1 to 10% by weight, based on the total weight of the solution.
Wird das Bindemittel als separate Lösung aufgesprüht, so liegt der Bindemittelanteil der Lösung im Bereich von etwa 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Das Bindemittel liegt hierbei ebenfalls gelöst in einem wassrigen Medium, vorzugsweise keimfreies, entsalztes Wasser, vor. Übliche Zusätze, wie z.B. Puffer, oder Lösungsvermittler können ebenfalls enthalten sein. Der Anteil des Bindemittels im Endprodukt beträgt erfindungsgemäß 0 bis etwa 20 Gew.-%, beispielsweise etwa 1 bis 6 Gew.-%. Die optimale Menge ist auch von der Art des gewählten Bindemittels abhängig. Dabei ist darauf zu achten, dass negative Einflüsse auf das Produkt vermieden werden.If the binder is sprayed on as a separate solution, the proportion of binder in the solution is in the range from about 1 to 30% by weight, based on the total weight of the solution. The binder is also dissolved in an aqueous medium, preferably germ-free, demineralized water. Usual additives such as buffers or solubilizers can also be included. The proportion of the binder in the end product is, according to the invention, from 0 to about 20% by weight, for example from about 1 to 6% by weight. The optimal amount also depends on the type of binder chosen. It is important to ensure that negative influences on the product are avoided.
c) Erfindungsgemäße Tierfutterzusammensetzungenc) Animal feed compositions according to the invention
Die erfindungsgemäßen Vitamin B6-enthaltenden Futtermitteladditive können in handelsübliche Tierfutterformulierungen eingearbeitet werden, welche beispielsweise dann an Rinder, Schweine, Schafe, Geflügel und dergleichen verfüttert werden können. Hierzu wird das erfindungsgemäße Additiv mit üblichen Tierfutterbestandteilen vermischt und gegebenenfalls konfektioniert, beispielsweise pelettiert. Übliche Tierfutterbestandteile sind z.B. Mais, Gerste, Maniok, Hafer, Soja, Fischmehl, Weizengrießkleie, Sojaöl, Kalk, Mineralien, Spurenelemente, Aminosäuren und Vitamine.The feed additives containing vitamin B6 according to the invention can be incorporated into commercially available animal feed formulations, which can then be fed, for example, to cattle, pigs, sheep, poultry and the like. For this purpose, the additive according to the invention is mixed with conventional animal feed components and, if appropriate, packaged, for example peletted. Common animal feed ingredients are e.g. Corn, barley, cassava, oats, soy, fish meal, wheat semolina, soybean oil, lime, minerals, trace elements, amino acids and vitamins.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention will now be explained in more detail with reference to the following exemplary embodiments.
Allgemeine Angaben:General Information:
Die Vitamin B6-Bestimmung erfolgt durch HPLC nach C. Argoudelis, Journal of Chromatography A, 790 (1997), 83 - 91.Vitamin B6 is determined by HPLC according to C. Argoudelis, Journal of Chromatography A, 790 (1997), 83-91.
Aufzucht de Mikroorganismen, Durchführung der Fermentation und Trocknung der Fermetationsbrühen und -überstände erfolgt unter Anwendung allgemein bekannten Methoden.Microorganisms are grown, fermentation is carried out and the fermentation broths and supernatants are dried using generally known methods.
Beispiel 1 : Herstellung eines Bacillus st/6t///'s-lnokulumsExample 1: Preparation of a Bacillus st / 6t /// ' s inoculum
Eine Probe eines Bitamin B6 überproduzierenden Bacillus subtilis-Stamms wurde auf LB Agar ausgestrichen (LB Agar, beschrieben in Maniatis, Molecular Cloning, Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982). Diese Platten wurden über Nacht bei 37 °C inkubiert.A sample of a Bacillus subtilis strain overproducing Bitamin B6 was streaked on LB agar (LB agar, described in Maniatis, Molecular Cloning, Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982). These plates were incubated overnight at 37 ° C.
Beispiel 2: Herstellung einer Vitamin B6-haltigen FermentationsbrüheExample 2: Preparation of a fermentation broth containing vitamin B6
Die auf einer LB-Agarplatte vermehrten Bacillus subtilis-ZeWen wurden in SVY-Medium überführt (SVY Medium besteht aus: 25 g/l Veal Infusion Broth, 5 g/l Hefeextrakt, 5 g/l Na- Glutamat, 2,7 g/l Ammoniumsulfat, 3% Glucose und 0,2 M Kaliumphosphatpuffer pH 7). 200 ml dieses Mediums sind anschließend in einem 2 I-Schüttelkolben bei 37 °C für 48 h geschüttelt worden.The Bacillus subtilis cells grown on an LB agar plate were placed in SVY medium transferred (SVY medium consists of: 25 g / l veal infusion bread, 5 g / l yeast extract, 5 g / l Na glutamate, 2.7 g / l ammonium sulfate, 3% glucose and 0.2 M potassium phosphate buffer pH 7). 200 ml of this medium were then shaken in a 2 l shake flask at 37 ° C for 48 h.
Die optische Dichte (600 nm) der Vitamin B6-haltigen Fermentationsbrühe betrug nach dieser Inkubationszeit 90. Der Pyridoxingehalt betrug ca. 70 g/l.After this incubation period, the optical density (600 nm) of the fermentation broth containing vitamin B6 was 90. The pyridoxine content was approximately 70 g / l.
Beispiel 3: Sprühtrocknung des FermentationsüberstandsExample 3: Spray drying the fermentation supernatant
Eine pyridoxinhaltige Fermentationsbrühe wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt. Nach Zentrifugation (Sorvall RC 3B) bei 12000 g für 10 Minuten wurde der Überstand dieser Brühe zur Darstellung eines Pyridoxin-Trockenproduktes sprühgetrocknet. Hierzu wurde ein Laborsprühturm (Düse 1,2 mm) bei einer Eingangstemperatur von ca. 160 °C, einer Austrittstemperatur von 70 °C und einem Düsendruck von 2 bar eingesetzt. AlsA fermentation broth containing pyridoxine was prepared according to Example 2. After centrifugation (Sorvall RC 3B) at 12000 g for 10 minutes, the supernatant from this broth was spray-dried to produce a pyridoxine dry product. For this purpose, a laboratory spray tower (1.2 mm nozzle) was used at an inlet temperature of approx. 160 ° C, an outlet temperature of 70 ° C and a nozzle pressure of 2 bar. As
Trocknungsgas wurde Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 Nm3/h, als Düsengas ebenfalls Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,6 Nm3/h und einer Temperatur von 100 °C verwendet.Air with a flow rate of 20 Nm 3 / h was used as the drying gas, and air with a flow rate of 2.6 Nm 3 / h and a temperature of 100 ° C. was also used as the nozzle gas.
Das so hergestellte pyridoxinhaltige Produkt war rieselfähig. Der Gehalt an Pyridoxin wurde nah Auflösung des Pulvers in vollentsalztem Wasser per HPLC bestimmt und betrug 65 % (w/w).The pyridoxine-containing product thus produced was free-flowing. The pyridoxine content was determined by dissolving the powder in deionized water by HPLC and was 65% (w / w).
Die Trocknung wurde wiederholt, wobei jedoch eine Zudosierung des Zusatzes Aerosil® (hochdisperse Kieselsäure, mittlere Primärpartikelgröße 12 nm, Anteil am Sprühpulver: 0,1 bis 1 Gew.-%) mit dem Düsengas erfolgte.The drying was repeated, but the addition of Aerosil® (highly disperse silica, average primary particle size 12 nm, proportion of the spray powder: 0.1 to 1% by weight) was carried out with the nozzle gas.
Beispiel 4: Sprühtrocknung der FermentationsbrüheExample 4: Spray drying of the fermentation broth
Eine pyridoxinhaltige Fermentationsbrühe wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt. Die Brühe, die etwa 70 g/l Pyridoxin enthielt, wurde ohne vorheriges Abtrennen der Zellen sprühgetrocknet. Hierzu wurde ein Laborsprühturm (Düse 1,2 mm) bei einer Eingangstemperatur von ca. 160 °C, einer Austrittstemperatur von 70 °C und einem Düsendruck von 2 bar eingesetzt. Als Trocknungsgas wurde Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 Nm3/h, als Düsengas ebenfalls Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,6 Nm3/h verwendet. Das so hergestellte pyridoxinhaltige Produkt war rieselfähig. Der Gehalt an Pyridoxin wurde nach Auflösung des Pulvers in vollentsatztem Wasser per HPLC bestimmt und betrug 50 % (w/w).A fermentation broth containing pyridoxine was prepared according to Example 2. The broth, which contained about 70 g / l pyridoxine, was spray-dried without first separating the cells. A laboratory spray tower (1.2 mm nozzle) was used for this purpose at an inlet temperature of approx. 160 ° C, an outlet temperature of 70 ° C and a nozzle pressure of 2 bar. Air with a flow rate of 20 Nm 3 / h was used as the drying gas, and air with a flow rate of 2.6 Nm 3 / h was also used as the nozzle gas. The pyridoxine-containing product thus produced was free-flowing. The content of pyridoxine was determined by dissolving the powder in deionized water by HPLC and was 50% (w / w).
Die Trocknung wurde wiederholt, wobei jedoch eine Zudosierung des Zusatzes Aerosil® (hochdisperse Kieselsäure) mit dem Düsengas erfolgte. The drying was repeated, but with the addition of Aerosil® (highly disperse silica) with the nozzle gas.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vitamin B6-enthaltendes Futtermitteladditiv, abgeleitet aus der Fermentationsbrühe eines Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus, wobei Vitamin B6 im Gemisch mit wenigstens einem nichtflüchtigen Bestandteil der Fermentationsbrühe vorliegt.1. Feed additive containing vitamin B6, derived from the fermentation broth of a vitamin B6-producing microorganism, vitamin B6 being present in a mixture with at least one non-volatile constituent of the fermentation broth.
2. Futtermitteladditiv nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es einen Vitamin B6-Gehalt von etwa 1 bis 95% Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs, aufweist.2. Feed additive according to claim 1, characterized in that it has a vitamin B6 content of about 1 to 95% by weight, based on the total weight of the dry additive.
3. Futtermitteladditiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in trockener Form, als Pulver oder Granulat, vorliegt.3. Feed additive according to one of the preceding claims, characterized in that it is in dry form, as a powder or granules.
4. Futtermitteladditiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen inerten (futtermitteltauglichen) porösen4. Feed additive according to one of the preceding claims, characterized in that it is also an inert (feed-compatible) porous
Träger, vorzugsweise in einem Anteil von etwalO bis 90% Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen Additivs, umfasst.Carrier, preferably in a proportion of about 90% by weight, based on the total weight of the dry additive.
5. Futtermitteladditiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Verbindung, ausgewählt unter Pyridoxin,5. Feed additive according to one of the preceding claims, characterized in that there is at least one compound selected from pyridoxine,
Pyridoxamin, Pyridoxal, ein 5'-Posphat oder ein Säureadditionssalz dieser Verbindungen umfasst.Pyridoxamine, pyridoxal, a 5'-phosphate or an acid addition salt of these compounds.
6. Futtermitteladditiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem wenigstens eine weitere Vitamin B6-kompatible, nicht flüchtige Futtermitteladditiv-Komponente enthält.6. Feed additive according to one of the preceding claims, characterized in that it also contains at least one further vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component.
7. Verfahren zur Herstellung eines Futtermitteladditivs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man7. A method for producing a feed additive according to any one of the preceding claims, characterized in that
a) die Vitamin B6-haltige Fermentationsbrühe eines Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus einer Trocknung unterzieht und b) das erhaltenen Trockenprodukt gegebenenfalls zerkleinert und klassiert.a) subjecting the fermentation broth containing vitamin B6 of a vitamin B6-producing microorganism to drying, and b) optionally crushing and classifying the resulting dry product.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Trocknen zuerst aus der Brühe zelluläre Bestandteile (Zellen oder Zellfragmente) teilweise oder vollständig entfernt und den dabei anfallenden Fermentationsüberstand trocknet. 8. The method according to claim 7, characterized in that before drying, cellular constituents (cells or cell fragments) are first partially or completely removed from the broth and the resulting fermentation supernatant is dried.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass man di& Trocknung in Gegenwart eines inerten (futtermitteltauglichen) porösen Trägers durchführt.9. The method according to any one of claims 7 and 8, characterized in that di & drying is carried out in the presence of an inert (feed-compatible) porous carrier.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man der Fermentationsbrühe oder dem Fermentationsüberstand vor oder während der Trocknung wenigstens eine weitere Vitamin B6-kompatible, nicht flüchtige Futtermitteladditiv-Komponente zusetzt.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that at least one further vitamin B6-compatible, non-volatile feed additive component is added to the fermentation broth or the fermentation supernatant before or during drying.
11. Verfahren nach einen der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung durch Sprühtrocknung, Sprühgranulation, Kontakttrocknung oder Gefriertrocknung erfolgt.11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the drying is carried out by spray drying, spray granulation, contact drying or freeze drying.
12. Verfahren oder Futtermitteladditiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus ausgewählt ist unter rekombinanten oder nicht-rekombinanten prokaryotischen oder eukaryotischen Mikroorganismen.12. The method or feed additive according to one of the preceding claims, characterized in that the vitamin B6-producing microorganism is selected from recombinant or non-recombinant prokaryotic or eukaryotic microorganisms.
13. Verfahren oder Futtermitteladditiv nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vitamin B6-produzierenden Mikroorganismus ausgewählt ist unter13. The method or feed additive according to claim 12, characterized in that the vitamin B6-producing microorganism is selected from
Mikroorganismen der Gattung Bacillus, insbesondere der Spezies Bacillus subtilis.Microorganisms of the genus Bacillus, in particular of the species Bacillus subtilis.
14. Tierfutterzusammensetzung, additiviert mit wenigstens einem Vitamin B6-haltigen Futtermitteladditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6.14. Animal feed composition, added with at least one vitamin B6-containing feed additive according to one of claims 1 to 6.
15. Verfahren zur Additivierung einer Trierfutterzusammensetzung mit Vitamin B6, dadurch gekennzeichnet, dass man einem Tierfutter wenigstens ein Vitamin B6- haltiges Additiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusetzt und gegebenenfalls mischt und konfektioniert. 15. A method for additizing a Trierfutter Composition with vitamin B6, characterized in that at least one vitamin B6-containing additive according to any one of claims 1 to 6 is added to an animal feed and optionally mixed and packaged.
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