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Die
Erfindung betrifft einen Protein-enthaltenden Stoff mit erhöhter Temperaturstabilität, umfassend
einen Kern mit mindestens einem biologisch aktiven Protein und eine
Coatingschicht, die ein mikronisiertes Leguminosenprodukt umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des
Protein-enthaltenden Stoffs mit erhöhter Temperaturstabilität sowie
die Verwendung eines mikronisierten Leguminosenprodukts zur Erhöhung der
Temperaturstabilität
von biologisch aktiven Proteinen in Verfahren zur Herstellung granulierter
und/oder pelletisierter Produkte unter Beibehaltung der hohen biologischen
Verfügbarkeit
des Protein-enthaltenden
Stoffes.
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Biologisch
aktive Proteine und insbesondere Enzyme werden üblicherweise als trockene granulierte Präparate verwendet.
In dieser Form sind proteinhaltige Produkte leicht handhabbar und
dosierbar. Zur Herstellung solcher granulierter Produkte sind zahlreiche
Technologien bekannt. So werden beispielsweise in Wirbelschichtagglomeratoren
(Fluid-bed-Agglomeratoren) Teilchen über einem porösen Träger im Luftstrom
aufgewirbelt und bilden Agglomerate, die anschließend gegebenenfalls
beschichtet und endgetrocknet werden. In Mischagglomeratoren, wie
z.B. Pflugscharmischern, erfolgt die Agglomerat- bzw. Granulatbildung
durch Teilchenkollision, wobei entsprechend den Scherkräften dichte
bzw. weniger dichte Agglomerate gebildet werden können. Diese
Agglomerate können
anschließend
auf eine bestimmte Restfeuchtigkeit getrocknet werden. Häufig verwendet
werden ferner extrudierte oder pelletisierte Produkte, bei denen
eine das Protein enthaltende Paste zu Pellets verpresst wird oder
unter Druck durch eine kleine Öffnung
extrudiert und dann in Teilchen geschnitten wird, welche anschließend getrocknet
werden. Bei all diesen Verfahren werden mehr oder weniger drastische
Bedingungen bezüglich
Scherkräften
und Temperatur verwendet. Proteine, insbesondere Enzyme, die im
Bereich der Tierfutterherstellung eingesetzt werden können, im
Laufe ihrer Verarbeitung solchen Belastungen ausgesetzt sein, wodurch
das Protein bzw. Enzym in seiner Funktion eingeschränkt werden
kann. So kann beispielsweise bei der Einarbeitung eines pulverisierten
oder granulierten Enzyms zu Tierfutterpellets eine Inaktivierung
des Enzyms durch Kontakt mit Hemmstoffen in dem Futter und/oder
durch die erhöhte
Temperatur und Feuchtigkeit im Dampfstrom im Konditionierschritt
des Pelletiervorganges des Tierfutters eintreten.
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Es
wurden bereits Versuche unternommen, die Inaktivierung und insbesondere
die thermische Inaktivierung von biologisch aktiven Proteinen bei
derartigen Herstellungsverfahren zu verhindern. Dazu wurden beispielsweise
Enzyme nicht kovalent auf relativ großen Teilchen immobilisiert
(z.B. stärkehaltige
Partikel aus Cassava- Sago-, Reis-, Weizen-, Sorghum- oder Gerstenstärke; vgl.
WO 97/39116 von Silikapartikel
(vgl.
US 5,318,903 ;
WO 94/26883 ), oder pflanzliche
Mehle als Trägerstoffe
(vgl.
US 4,106,991 )
verwendet. Ferner wurde der Wassergehalt in der Nähe der Substanz
verringert z.B. durch Natriumsulfat (vgl.
WO 97/39116 ,
WO 92/12645 ,
WO 01/04279 ) und/oder es wurde eine
Wasser- und dampffeste Barriere, d.h. eine Beschichtung vorgenommen,
um die biologisch empfindlichen Substanzen bei erhöhtem Wassergehalt
vor hohen Temperaturen und deren Auswirkungen alleine und zusammen
mit Wasser oder Wasserdampf zu schützen (vgl.
WO 97/39116 ,
US 6,610,519 ,
WO 00/01793 ,
WO 92/12645 ,
WO 96/16151 ,
WO 01/04279 ). Ferner wurden auch Enzymgranulaten
gezielt Komponenten zugesetzt, die thermische und mechanische Energie
bevorzugt absorbieren sollen. Die Nutzung von Milchsäure zur
Stabilisierung von Phytase ist in
WO
00/20569 beschrieben.
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Im
Falle von Enzymen wurden weiterhin auch Enzymstabilisatoren zugesetzt,
beispielsweise Trehalose und Zinksulfat, Maisquellwasser, Phytinsäure und
Inositolmonophosphat (im Falle von Phytase). Der Zusatz von Maisquellwasser,
das auch Phytinsäure
und Inositolphosphate enthält,
ist z.B. beschrieben in
WO 00/20569 .
Der Zusatz insbesondere der speziellen anorganischen Salze Zinksulfat
und Magnesiumsulfat ist in
US
5,972,669 ,
US 5,827,709 sowie
EP 0 758 018 beschrieben.
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Der
Einsatz von Trehalose, Zinksulfat und Polyethylenglycol für das Coating
ist in
WO 98/55599 beschrieben.
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Diese
Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, dass Zusätze wie Zinksulfat, ein Spurenelement,
in hohen Mengen (>15%;
vgl.
US 5,827,709 ) nicht
für alle
Futterrationen bei Tieren anwendbar ist. Überzüge aus hydrophoben Materialien
wie Wachs, Fett etc. verringern die biologische Verfügbarkeit
des Enzyms dadurch, dass das Enzym im Magen erst sehr spät freigesetzt
wird und daher in großen
Mengen dosiert werden muss, um Wirksamkeit zeigen zu können, z.B.
um in der zeitlich begrenzten Retentionszeit von ca. 4 h beim Schwein wirken
zu können.
Weiterhin sind viele dieser Kompositionen nur speziell für ganz bestimmte
Enzyme, wie z.B. Phytase, optimiert oder sogar wirksam. Andere Zusätze wie
Kaolin, Zeolithe und Silica sind unlösliche und biologisch nicht
abbaubare Verbindungen, was ihren Einsatz stark limitiert. Das Aufsprühen auf
Trägerstoffe, bzw.
das Aufsaugen durch quellbare Polysaccharide, limitiert die auftragbare
Menge an Protein und den Durchsatz bei der Herstellung, da es ansonsten
zu Verklumpungen im Sprühprozess
kommt. Auch die maximal erreichbare Enzymaktivität in derart hergestellten Enzympartikeln
ist durch das Verhältnis
Trägermaterial
zu aufbringbarem Enzym limitiert.
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Es
besteht somit ein Bedarf nach einem Verfahren zur Erhöhung der
Thermostabilität
von biologisch aktiven Proteinen. Insbesondere soll die Thermostabilität von biologisch
aktiven Proteinen zur Verwendung in Verfahren zur Herstellung von
Stoffen mit definierter und/oder kleiner Korngröße, bevorzugt zur Verwendung in
Verfahren zur Herstellung von z.B. pelletisierten Produkten erhöht werden.
insbesondere soll die Thermostabilität, also die Wiederfindung der
eingesetzten Enzymaktivität
nach thermischen Belastungen, in Enzympräparaten erhöht werden. Das Herstellverfahren
soll einfach und zuverlässig
anwendbar sein. Ferner soll das Verfahren zu granulierten Produkten
führen,
die untoxisch sind und für
den menschlichen und tierischen Verzehr unbedenklich sind. Das Verfahren
soll universell für
beliebige Agglomerations-, Granulations- und Extrusionsprodukte
anwendbar sein und auch bei hohen Verfahrenstemperaturen in der
Anwendung der so hergestellten Produkte eine ausreichende Temperaturstabilität der Enzyme
gewährleisten.
Ferner soll durch die bei diesem Verfahren verwendeten Substanzen
keine sonstige negative Wechselwirkung mit den biologisch aktiven
Proteinen eintreten. Weiterhin soll das Verfahren umweltverträglich sein,
d.h. es sollen Stoffe eingesetzt werden können, die biologisch abbaubar
sind und bei denen beispielsweise keine nicht umweltverträglichen Chemikalien
oder Lösungsmittel
zu entsorgen sind. Die genutzten Komponenten sollen insbesondere
für den Einsatz
im Tierfutterbereich, im Lebensmittelbereich und im Arzneimittelbereich
zugelassen sein. Durch die Umhüllung
eines aktiven Proteins, insbesondere eines Enzymproteins soll auch
dessen Kontakt mit inhibierenden Substanzen, wie er z.B. in Mineralpremixen
vorliegt, unterbunden werden und es sollen lagerungsstabile Mischungen
hergestellt werden können.
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Überraschenderweise
wurde nun gefunden, dass durch Aufbringen einer oder mehrerer Schichten
eines mikronisierten Leguminosenprodukts auf Teilchen, die biologisch
aktives Protein enthalten, bzw. durch Umhüllen, Ummanteln, Einkapseln
von Kernen, die biologisch aktives Protein umfassen, die Temperaturstabilität (Thermostabilität) dieser
biologisch aktiven Proteine stark erhöht werden kann ohne die Aktivität des so umhüllten Proteins
in sonstiger Weise zu beeinträchtigen.
Dabei wird eine Coatingschicht aus einem mikronisierten Leguminosenprodukt
aufgebracht, wobei nur die Außenschicht
der proteinhaltigen Teilchen mit dem mikronisierten Leguminosenprodukt
in Kontakt kommt. Dadurch entsteht ein wirksamer Schutz der so umhüllten biologisch
aktiven Proteine gegenüber
erhöhten
Temperaturen in Verarbeitungsverfahren, die mit thermischer Belastung
der Produkte einhergehen. Die Umhüllung dient auch als Schutz
z.B. von Enzymen bei der Lagerung in Mischungen mit inhibitorisch
wirkenden Substanzen. Weiterhin ermöglicht das Verfahren die Herstellung
sehr hoch konzentrierter Produkte (Enzymprodukte) mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften
bzgl. der Thermostabilität
in den weiteren Verarbeitungs- bzw. Verwendungsschritten.
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Die
Erfindung betrifft somit einen Protein-enthaltenden Stoff bzw. Substanz
mit erhöhter
Temperaturstabilität,
umfassend einen Kern und eine Coatingschicht, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Kern mindestens ein biologisch aktives Protein umfasst
und dass die Coatingschicht ein mikronisiertes Leguminosenprodukt
umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines derartigen Protein-enthaltenden Stoffs, wobei man auf einen
Kern, der mindestens ein biologisch aktives Protein umfasst, eine
Suspension, die ein mikronisiertes Leguminosenprodukt umfasst, aufbringt
und die so erhaltenen beschichteten Partikel trocknet. Die Erfindung
betrifft ferner die Verwendung eines mikronisierten Leguminosenprodukts
zur Erhöhung
der Temperaturstabilität
von biologisch aktiven Proteinen, bevorzugt in Verfahren zur Herstellung
eines pelletisierten Produkts.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Verwendung
hat gegenüber
den Verfahren aus dem Stand der Technik den Vorteil, dass sich auch
kleine Granulatpartikel bilden lassen, die das eingeschlossene Enzym
optimal gegen die denaturierenden Bedingungen bei hohen Temperaturen
und Feuchtigkeit schützen.
Z.B. sind Partikel nach den Verfahren der Extrusion (
WO 00/47060 ) oder der Herstellung über Pflugscharmischer
(
WO 01/04279 ) ca. 400-2000 μm groß. Die erfindungsgemäßen Partikel
können 100-300 μm groß sein und
eignen sich daher sehr gut zur Herstellung von homogenen Produkten,
insbesondere wenn die Partikel hohe Enzymaktivitäten enthalten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren,
bzw. die erfindungsgemäße Verwendung
eignet sich universell zur Steigerung der Thermostabilität insbesondere
von Enzympräparaten
und ist z.B. bei der Verwendung in pelletiertem Tierfutter anwendbar;
dabei ist durch die hohe Löslichkeit
der Substanz auch das Enzym biologisch sofort verfügbar. Die
aufzubringende Menge an Material ist klein im Gegensatz zu den Verfahren
im Stand der Technik und ermöglicht
so die Herstellung hochaktiver Enzympartikel.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung des erfindungsgemäßen beschichteten Protein-enthaltenden
Stoffs wird ein mikronisiertes Leguminosenprodukt, bevorzugt ein
mikronisiertes Sojaprodukt auf einen Kern, der mindestens ein biologisches
Protein umfasst, aufgebracht. Das Aufbringen des mikroni sierten
Leguminosenprodukts kann durch einfaches Aufsprühen und anschließendes Trocknen
erfolgen. Das mikronisierte Leguminosenprodukt kann aber auch direkt
in einem Schritt im jeweils gewählten
Verfahrensprozess, wie beispielsweise in einem Wirbelschichttrockner
oder Flachbettsprühtrockner,
eingebracht werden.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Coatingschicht ein mikronisiertes Leguminosenprodukt oder besteht daraus.
Erfindungsgemäß handelt
es sich hierbei um mikronisierte Leguminosen (Fabaceae), die Fett,
Eiweiß, Stärke und
andere Kohlenhydrate als Speicherstoffe enthalten. Beispiele hierfür sind mikronisierte
Produkte aus Erbsen, Linsen, Bohnen, Erdnüssen, Sojabohnen, Limabohnen,
Kichererbsen, Kuhbohnen, Lupinen. Bevorzugt ist das mikronisierte
Leguminosenprodukt, ein mikronisiertes Sojaprodukt. Das mikronisierte
Leguminosenprodukt kann zur Beschichtung biologisch aktiver Proteine
als solches oder in Kombination mit technologisch notwendigen und
sinnvollen Hilfsstoffen eingesetzt werden. Diese können z.B.
Säuren
und Laugen zum Einstellen des pH-Wertes sein und/oder Salze, Puffersubstanzen
etc.. Es können
mikronisierte Anteile von Leguminosenfrüchten verwendet werden, z.B.
die Reste nach einer Entfettung. Bevorzugt ist die Nutzung eines
mikronisierten Leguminosenprodukts aus der jeweiligen Leguminosenvollfrucht.
Dabei kann das mikronisierte Leguminosenprodukt nach an sich bekannten
und beliebigen Verfahren zur Mikronisierung hergestellt werden.
Bei der Mikronisierung handelt es sich um einen Kurzzeit-Erhitzungsprozess
mit hoher Temperatur. Dabei wird das Ausgangsmaterial mit Pulsen
von wenigen Sekunden ohne signifikanten Wasserverlust erhitzt. Besonders
geeignet ist in diesem Zusammenhang die Mikronisierung mittels Infrarotpulsen
von Wellenlängen von
1,8 bis 3,4 μm.
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Das
mikronisierte Leguminosenprodukt kann in wässrigen Lösungen, eventuell nach Einstellen
eines spezifischen pH-Wertes durch Rühren suspendiert werden, oder
mittels Ultraturrax homogenisiert werden. In Produktionsprozessen
erfolgt dies durch in-Line Homogenisatoren kurz vor der Sprühdüse um eine
Auftrennung der Suspension zu vermeiden. Die so erhaltene Suspension
kann auf jede Art von Partikel aufgesprüht werden. Die Partikel können z.B.
aus Sprühtrocken-μ Granulations-,
Agglomerations- oder Extrudierprozessen stammen. Das Aufbringen
der Coatingschicht kann dann im Batchverfahren in separaten Geräten wie
Wirbelschichttrocknern, Coatern mit und ohne Wurster-Rohr, ProCell-Geräten, etc.
oder auch kontinuierlich z.B. in einem Flachbettsprühtrockner
im Anschluss an die Granulation oder Agglomeration oder bei einer
ProCell Anlage in einer der hinteren Sprühkammern vor dem Endtrocknungsprozess
durchgeführt
werden. Bei allen Arten der Auftragung der Coatingschicht ist auf
eine hohe Endtrocknung des Gesamtproduktes zu achten, die z.B. >90% Trockenmasse, bevorzugt >92%, noch bevorzugter >95%, am bevorzugtesten >97% Trockenmasse erreichen
soll. Die aufgebrachte Masse an mikronisiertem Leguminosenprodukt
kann dabei von 2 bis zu 50% (w/w) Trockenmasse bezogen auf den vorgelegten
Protein enthaltenden Partikel betragen.
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Bevorzugt
ist das mikronisierte Leguminosenprodukt ein mikronisiertes Sojaprodukt
und besonders bevorzugt das nachstehend beschriebene Produkt „micronized
soja" von Micronizing
Company (UK) Ltd.
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Das
zum Aufbringen einer Coatingschicht in den Beispielen verwendete
mikronisierte Sojaprodukt wurde auf der Basis vollfetter Sojabohnen
hergestellt. Ein beispielhaftes mikronisiertes Sojaprodukt, das
für die
Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist das
Produkt „micronized
soja" von Micronizing
Company (UK) Ltd., Charnwood Mill, Framlingham, Suffolk, IP13 9PT
(www.micronizing.com). Dieses Produkt wird durch
Infrarotmikronisierung hergestellt, wobei Infrarotlicht mit einer
Wellenlänge
von 1,8 bis 3,4 μm
verwendet wird. Ein typischer Verarbeitungsprozess für dieses
Produkt umfasst folgende Stufen:
- – Die vorgereinigten
Produkte werden auf einem Vibrationsförderer bei 120°C gleichmäßig mit
Infrarot gekocht wobei es zu einem starken Anstieg des Wasserdampfpartialdrucks
kommt und so zu einem Aufschluss der enthaltenen Komponenten wie
Proteine, Cellulose, Hemicellulose, etc.. Dabei wer den auch antinutritive
Faktoren, die z.B. in Soja vorkommen, inaktiviert und das Material
erhält
einen sehr hohen Nährwert
als Tierfutter.
- – Das
aufgeheizte Produkt wird während
einer zwischen 5 und 15 Minuten schwankenden Zeit in einem Behälter gelagert.
- – Das
Produkt wird nun in einer Hochleistungsmühle zu Flocken gemahlen und
anschließend
auf Raumtemperatur abgekühlt.
Der Mahlprozess führt
bei Soja und anderen ölhaltigen
Samen und Saaten zu einem Aufschluss der Ölkörper und Freisetzung des enthaltenen Öls.
- – Die
Flocken werden durch einen Zerkleinerer gegeben, um Vollfettmehl
zu bekommen. Die Partikelgröße der so
erhaltenen Partikel für
die Anwendung liegt unter 1 mm Durchmesser, besser unter 0,5 mm,
noch besser unter 0,3 mm Durchmesser.
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Es
ist offensichtlich, dass dieses Verfahren oder ein entsprechendes
Verfahren mit gleichem Ergebnis auch zur Mikronisierung von anderen
Leguminosen verwendet werden kann. Dabei können Verfahrensparameter wie
z.B. Temperatur und Zeit sowie die Abfolge der Verfahrensschritte
in Abhängigkeit
von der Art und der Menge der zu mikronisierenden Leguminose variiert
werden. Derartige Variationen liegen im Bereich des Könnens eines
Durchschnittsfachmanns und können
durch einfache Routineversuche ermittelt werden. Wesentlich ist,
dass durch das Mikronisieren, auch in Kombination mit dem Homogenisieren
vor dem Aufsprühen, eine
Reduzierung der Partikelgröße auf kleiner
1 mm Durchmesser, bevorzugt kleiner 0,5 mm Durchmesser, noch bevorzugter
kleiner 0,3 mm Durchmesser erzielt wird.
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Das
mikronisierte Leguminosenprodukt wird in einer Menge im Bereich
von 50% (w/w) bezogen auf die Trockenmasse der das biologisch aktive
Protein enthaltenden Partikel und des mikronisierten Leguminosenprodukts,
bevorzugt im Bereich von 2 bis 50%, bevorzugter im Bereich von 5
bis 35% und am bevorzugtesten im Bereich von 7 bis 25% aufgetragen.
Dabei kann das mikronisierte Leguminosenprodukt als solches in wässriger
Suspension aufgetragen werden oder homogenisiert und damit in feinerer
Zerkleinerung als in reiner Suspension. Die Suspension wird bevorzugt
mit Wasser hergestellt und kann vor dem Auftragen noch mit Puffersubstanzen
und/oder Laugen und Säuren
auf einen bestimmten pH-Wert
gebracht werden, bzw. es können
auch noch weitere Substanzen wie z.B. Salze zugesetzt werden um
die Wirkung des mikronisierten Leguminosenprodukts zu verbessern.
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Erfindungsgemäß umfasst
der Kern, auf den die Coatingschicht aus mikronisiertem Leguminosenprodukt
aufgetragen wird, mindestens ein biologisch aktives Protein, gegebenenfalls
zusammen mit technologisch notwendigen und sinnvollen Stoffen. Es
können
aber auch Kombinationen aus mehreren biologisch aktiven Proteinen
enthalten sein, gegebenenfalls zusammen mit technologisch notwendigen
und sinnvollen Hilfsstoffen. Bevorzugt ist das biologisch aktive
Protein hitzelabil. Bevorzugt ist das biologisch aktive Protein
ein Enzym. Der Kern kann auch nur aus dem biologisch aktiven Protein
bestehen.
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Bevorzugt
ist dieses Enzym ausgewählt
aus Phytasen, Phosphatasen, alpha-Galactosidasen, beta-Galactosidasen,
Laccasen, Phospholipasen, Endoglukanasen, insbesondere endo-beta-1,4-Glucanasen, endo-beta-1,3(4)-Glucanasen,
endo-1,2-beta-Glucanasen und endo-1,3-alpha-Glucanasen, Cellulasen,
Xylosidasen, Galactanasen, insbesondere Arabinogalactan-endo-1,4-beta-Galactosidasen
und Arabinogalactan-endo-1,3-beta-Galactosidasen, Pectin-abbauenden
Enzymen, insbesondere Pectinasen, Pectinesterasen, Pectinlyasen,
Polygalacturonasen, Arabananasen, Rhamnogalacturonasen, Rhamnogalacturonanacetylesterasen,
Rhamnogalacturonan-alpha-Rhamnosidasen, Pectatlyasen und alpha-Galacturonidasen,
Mannanasen, beta-Mannosidasen, Mannanacetylesterasen, Xylanacetylesterasen,
Proteasen, andere Xylanasen, Arabinoxylanasen, lipolytischen Enzymen
wie Lipasen, Digalactosid-Diglycerid Esterasen und Cutinasen, und andere
Enzyme wie Laccasen und Transglutaminasen. Besonders bevorzugt ist
das Enzym ausgewählt
aus Phytasen, Endoglucanasen, Xylanasen oder Phosphatasen.
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Der
Kern, der mindestens ein biologisch aktives Protein umfasst, kann
noch weitere Träger-
und Hilfssubstanzen enthalten, beispielsweise partiell hydrolysierte
Stärkeprodukte
wie Maisstärke,
Weizenstärke,
etc., proteinhaltige Substanzen wie z.B. Magermilchpulver, Caseinhydrolysate,
Hefehydrolysate oder Autolysate, andere pflanzliche Inhaltsstoffe
wie z.B. Cellulose, Hemicellulose oder ligninhaltige Komponenten
und Zellextrakte, organische und anorganische Salze wie z.B. Calciumpropionat,
Citronensäure
oder Salze der Citronensäure,
puffernde Substanzen, Säuren
und Laugen zur Einstellung des pH-Wertes.
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Durch
das erfindungsgemäße Aufbringen
einer Coatingschicht aus mikronisiertem Leguminosenprodukt wird
dem so umhüllten
biologisch aktiven Protein eine erhöhte Temperaturstabilität (Thermostabilität) verliehen.
Durch die verliehene erhöhte
Thermostabilität
erhalten die biologisch aktiven Proteine unter Bedingungen ihre
Aktivität,
unter denen üblicherweise
eine teilweise oder vollständige
Inaktivierung des Proteins eintreten würde. Die den Proteinen verliehene
Thermostabilität
ermöglicht
so deren Weiterverarbeitung unter thermischen Bedingungen, die ansonsten
zur Inaktivierung des biologisch aktiven Proteins führen würden, sowie eine
entsprechend längere
Lagerzeit bzw. eine Lagerung bei erhöhter Temperatur. Die Umhüllung verhindert auch
den Kontakt des Proteins mit anderen Stoffen, die möglicherweise
inhibierend auf das eingeschlossene Protein während der Weiterverarbeitung
bzw. der Lagerung, wirken können.
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Für die erfindungsgemäß erzielte
erhöhte
Thermostabilität
ist von besonderer Bedeutung, dass der Kern, der mindestens ein
biologisch aktives Protein umfasst, vollständig von der Coatingschicht
aus mikronisiertem Leguminosenprodukt umhüllt ist. Üblicherweise wird eine solche
deckende Umhüllung
der das biologisch aktive Protein enthaltenden Ausgangssubstanz
durch sorgfältige
Verfahrensführung
beim Aufbringen der Coatingschicht erzielt. Es ist vorstellbar,
dass das mikronisierte Leguminosenprodukt sich aufgrund des mikronisierten
Zustands be sonders vollständig
um die Ausgangspartikel legt. Auch die Verwendung des mikronisierten
Leguminosenprodukts innerhalb der vorstehend angegebenen Mengenbereiche
trägt zu
einer möglichst
vollständigen
Umhüllung
des Ausgangsmaterials bei. Die aufzubringende Menge an mikronisiertem
Leguminosenprodukt ist bezogen auf die Masse des Protein-enthaltenden
Stoffes umso größer, je
kleiner die Partikelgröße des Protein-enthaltenden
Stoffes ist. Dies ist durch das Verhältnis Volumen zu Oberfläche bedingt. Die
Oberfläche
ist im Vergleich zum Volumen bei kleinen Partikeln größer als
bei großen
Partikeln.
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Aufgrund
der durch die Coatingschicht aus einem mikronisierten Leguminosenprodukt
verliehene erhöhte
Temperaturstabilität
eignet sich derartig vorbehandeltes Ausgangsmaterial besonders gut
zur Anwendung in Verfahren zur Verwendung von Stoffen mit kleiner
Korngröße, insbesondere
zur Herstellung von pelletisierten Produkten. Insbesondere Tierfuttermittel
werden sehr oft in pelletisiertem Zustand verwendet. Da bei den
Pelletisierbedingungen regelmäßig erhöhte Temperaturen
auftreten, bietet das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Verwendung
die Möglichkeit
einer Herstellung von pelletisierten Tierfutterprodukten unter maximalem
Erhalt der biologischen Aktivität
der jeweils verwendeten Proteine.
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Die
erfindungsgemäß erhaltenen
beschichteten (gecoateten) proteinhaltigen Stoffe bzw. Partikel
bzw. Teilchen können
als solche oder in verarbeiteter Form weiteren Verwendungen zugeführt werden.
Zum Beispiel können
sie in ein Tierfuttermittel, Lebensmittel oder Arzneimittel eingearbeitet
werden. Entsprechende Verfahren und Anwendungen sind einem Fachmann
gut bekannt.
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Die
beigefügten
Figuren erläutern
die Erfindung näher:
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Die 1 zeigt
eine schematische Zeichnung eines Dampferzeugers (Streamer; Laborgerät).
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Die 2 zeigt
ein typisches Temperaturprofil von Futter/Enzymproben in einem Dampferzeuger
unter Bedingungen, die den 80°C-Bedingungen
von Verfahren A) (siehe nachstehend) entsprechen.
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Die 3 zeigt
den Einfluss der Coatingschicht auf die Thermostabilität von saurer
Phosphatase nach Einstellung des pH-Werts mit verschiedenen Säuren.
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Die 4 zeigt
die Aktivitätswiederfindung
nach einer thermischen Belastung mittels eines Laborstreamers an
einem Endoglucanasegranulat mit und ohne Zusatz an Glucidex vor
dem Aufbringen auf einen Glucidexkern und mit anschließendem Coating
mit 10% (w/w), Trockenmasse mikronisiertem Soja.
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Die
Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert:
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Beispiele
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Referenzbeispiel 1: Bestimmung der Phytaseaktivität
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Die
Phytaseaktivität
wird in einem Assay-Gemisch enthaltend 0,5% (w/w) Phytinsäure (etwa
5 mM), 200 mM Natriumcitrat, pH 5,0 gemessen. Nach 15-minütiger Inkubation
bei 37°C
wird die Reaktion durch Zugabe eines gleichen Volumens 15% (v/v)
Trichloressigsäure
gestoppt. Die freigesetzten Phosphationen werden durch Mischen von
100 μl des
Assay-Gemisches mit 900 μl
H2O und 1 ml 0,6 M H2SO4, 2% (w/v) Ascorbinsäure und 0,5% (w/v) Ammoniummolybdat
nach Inkubation bei 50°C
und einer Dauer von 20 min bei 820 nm quantitativ bestimmt. Dabei
werden Kaliumphosphat-Standardlösungen
als Referenz verwendet.
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Referenzbeispiel 2: Bestimmung der sauren
Phosphataseaktivität
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Die
Bestimmung der sauren Phosphataseaktivität erfolgt analog zu der Bestimmung
der Phytase in Referenzbeispiel 1 mit dem Unterschied, dass die
Substratlösung
10 mM α-Glycerophosphat
in 250 mM Glycin/HCl Puffer, pH 2,5 ist.
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Referenzbeispiel 3: Bestimmung der Endo-β-1,4-Glukanaseaktivität
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β-Glukanase
hydrolysiert die glycosidischen Bindungen in gelöstem Gersten-Glukan. Die freigesetzten
reduzierenden Zucker reagieren mit dem DNS-Reagenz zu einem Farbkomplex,
dessen Gehalt photometrisch bei 540 nm bestimmt wird.
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1
Einheit der β-Glukanaseaktivität ist definiert
als die Menge an Enzym, die benötigt
wird, um 1 μmol an
Glukose reduzierenden Zuckeräquivalenten
pro Minute unter definierten Bedingungen frei zu setzen. Die Enzymreaktion
wird bei pH 5,5 und 40°C
durchgeführt.
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DNS-Reagenz:
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10
g NaOH Pellets und 200 g Natriumtartrat werden in 800 ml deionisiertem
Wasser gelöst.
Nach Zugabe von 10 g 3,5-Dinitrosalicylsäuremethylester (DNS) wird 1
h bei 30-40°C
gerührt
und auf 1 l aufgefüllt.
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Gersten-Glukan Substratlösung:
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1
g Gersten-Glukan (Megazyme # P-BGBM) wird in 60-70 ml deionisiertem
Wasser suspendiert und dann unter Rühren auf 80-85°C erwärmt bis
das Glucan gelöst
ist. Anschließend
wird auf Raumtemperatur unter Rühren
abgekühlt.
Nach Zugabe von 10 ml Puffer, pH 5,5 wird auf 100 ml aufgefüllt.
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Zur
Bestimmung der β-Glukanaseaktivität wird ein
Ansatz von 0,9 ml Substratlösung
und 0,1 ml verdünnter
Enzymlösung
für 15
min bei 40°C
inkubiert. Nach Zugabe von 1,5 ml DNS-Reagenz wird der Ansatz für 20 min
in einem kochenden Wasserbad erhitzt und anschließend auf
Raumtemperatur abgekühlt.
Nach Zugabe von 2 ml deionisiertem Wasser wird die optische Dichte
bei 540 nm in einem Photometer bestimmt. Die Messung erfolgt gegen
Blindwerte, die Wasser anstatt Enzymlösung verwenden. Die Berechnung
der β-Glukanaseaktivität erfolgt
mittels einer Kalibrierkurve mit Glukose.
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Beispiel 1: Aufbringen der Coatingschicht
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Nachstehend
sind zwei bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben, gemäß denen
eine Coatingschicht aus einem mikronisierten Sojaprodukt aufgebracht
werden kann. Dabei wird das vorstehend genannte Produkt „micronized
soja" von Micronizing
Company (UK) Ltd. eingesetzt. Diese Verfahrensvarianten sind in den
Beispielen 3 bis 10 zitiert.
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Das
Aufbringen der Coatingschicht kann in folgenden Verfahrensvarianten
erfolgen:
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Verfahren A): Aufbringen der Coatingschicht
in einem Wirbelschichttrockner (Aerocoater) vom Typ Strea-1, Firma
Aeromatic-Fielder AG, Bubendorf, Schweiz
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Bei
diesem Verfahren wird das Aufbringen einer Coatingschicht, die mikronisiertes
Sojaprodukt umfasst, auf ein Granulat, das ein biologisch aktives
Protein enthält,
in einem speziellen Wirbelschichttrockner vorgenommen. Bei dem Granulat
handelt es sich um ein in an sich bekannter Weise hergestelltes
Proteingranulat.
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Ein
Luftkompressor erzeugt trockene, fettfreie, auf 6 bar komprimierte
Luft. Typische Chargengrößen an proteinhaltigem
Granulat, die in dem Wirbelschichttrockner vom Typ Strea-1 verarbeitet
werden können, lassen
sich nach Standardverfahren bestimmen. Die Beschichtungs- bzw. Coating-Experimente
werden in der Strea-1 mit Bodensprühvorrichtungen (Aerocoater)
vorgenommen. Typische Chargengrößen liegen
im Bereich zwischen 50 und 300 g Granulat. Die temperierte komprimierte
Luft wird mit einem Druck von 0,6 bar mit einer 1,2 mm-Spraydüse, die
im Zentrum der Luftverteilungsplatte am Boden angebracht ist, eingebracht.
Die Luftverteilungsplatte ist so modifiziert, dass sich ein Luftfluss >95% in das Zentrum
ergibt und die verbleibenden 5% vollständig in die Randgebiete des
Gefäßes fließen, um
einen Kontakt des feuchten Granulats mit den Wänden zu verhindern. Ein kurzes
Wursterrohr wird bei den meisten Beschichtungsversuchen verwendet
und wird 0,8 cm über
der Luftverteilungsplatte ange bracht. In einigen Versuchen kann
der Flug des Granulats im Wursterrohr schwierig aufrechterhalten
werden und die Beschichtung wird dann in Abwesenheit des Rohres vorgenommen.
Typische Flussraten der Beschichtungsflüssigkeiten, die das suspendierte
bzw. homogenisierte „micronized
soja" enthalten,
sind 1 bis 6 ml min–1. Die zum Besprühen benutzte
Suspension war eine wässrige
Suspension mit einer Trockenmasse zwischen 5% und 25% an „micronized
soja", das kurz
vor dem Versprühen
mit Hilfe eines Ultraturrax homogenisiert wurde. Um ein Blockieren
der Düse
bei einer Ausführungsform
mit Bodensprühvorrichtung
zu verhindern, sollte die Lufteinlasstemperatur 60°C während des
Sprühens nicht überschreiten.
Nachdem das gesamte „micronized
soja" aufgetragen
wurde, wird die Lufteinlasstemperatur auf 80-95°C erhöht, um das beschichtete Granulat
auf einen Endwassergehalt von 5 bis 10% zu trocknen. Das so erhaltene
Granulat kann als solches verwendet oder weiterverarbeitet werden.
-
Verfahren B): Aufbringen der Coatingschicht
in einem Wirbelschichttrockner vom Typ GPCG1, Firma Glatt Systemtechnik
GmbH, Dresden, Deutschland
-
Bei
diesem Verfahren wird das Aufbringen einer Coatingschicht, die ein
mikronisiertes Sojaprodukt umfasst, auf ein Granulat, das ein biologisch
aktives Protein enthält,
in einem speziellen Wirbelschichttrockner vorgenommen. Bei dem Granulat
handelt es sich um ein in an sich bekannter Weise hergestelltes
Proteingranulat.
-
Größere Mengen
an Granulaten, die z.B. aus einem industriellen Prozess mit einem
Sprühgranulator, Typ
SBD 76, Firma APV Anhydro AS, Dänemark,
stammen, werden in einer GPCG1, Glatt, im Top- bzw. Bottomsprayverfahren
gecoated. Dazu werden je Versuch ca. 500 g Proteingranulat in der
GPCG1 vorgelegt. Die Coatingbedingungen sind wie folgt:
- Top-Spray
Coating:
Granulattemperatur: 40-43°C
Lufttemperatur 55°C
- Bottom-Spray Coating:
Granulattemperatur: 38-40°C
Lufttemperatur
55°C
-
Das „micronized
soja" wird in Wasser
zu einer 10% (w/w) Suspension angerührt und durch einen in-line
Homogenisator vor dem Einsprühen
homogenisiert.
-
Die
Sprührate
der homogenisierten mikronisierten Sojasuspension wird so eingestellt,
dass es nicht zu einer Koagulation von Granulat kommt und die Partikelgröße des vorgelegten
Granulats sich damit nur unwesentlich durch die Umhüllung ändert. Die
typische Sprührate
für die
Suspension beträgt
dabei ca. 5-15 ml min–1. Zum Ein- und Aufbringen
der 10%igen (w/w) mikronisierten Soja-Suspension wird eine Zweistrahldüse benutzt.
-
Das
Coating beträgt üblicherweise
10% (w/w) bezogen auf die Trockenmasse des vorgelegten Granulats,
kann jedoch auch zwischen 5 und 30% (w/w) betragen.
-
Beispiel 2: Durchführung der thermischen Belastungstests
-
Die
in mit „micronized
soja" beschichteten
Produkte enthaltenen Proteine, insbesondere Enzyme können nach
den folgenden Verfahren auf ihre Thermostabilität getestet werden. Dabei werden
die gecoateten Produkte einer thermischen Belastung in einem der
unten beschriebenen Verfahren unterzogen. Diese Verfahren betreffen
beispielhaft das Testen der Thermostabiliät von Partikeln, die ein Enzym
enthalten. In analoger Weise kann die Thermostabilität von Partikeln,
die andere biologisch aktive Proteine enthalten, getestet werden.
-
In
den nachstehenden Verfahren wird die den herzustellenden Endprodukten
zugegebene Enzymaktivität
vor und nach der thermischen Belastung durch eine für das zu
testende Enzym spezifische Meßmethode bestimmt
(siehe Referenzbeispiele 1-3). Die nach der thermischen Belastung
wiedergefundene Enzymaktivität wird
als Prozentsatz der eingesetzten Enzymaktivität in Form der prozentualen
Wiederfindung angegeben. Die thermischen Belastungen werden zum
Aufzeigen der Wirksamkeit der Coatingschicht mit ungecoatetem und gecoatetem
Material durchgeführt
und miteinander verglichen.
-
Verfahren A): Testen der Thermostabilität in einer
Pilotpelletieranlage (durchführbar
am Biotechnologischen Institut des Research Institutes for Food
and Molecular Biotechnology, Kolding, Dänemark; der Test kann auch in
einer anderen entsprechenden Pelletieranlage durchgeführt werden.)
-
Gecoatete
bzw. ungecoatete Granulate enthaltend die Enzyme pilzliche oder
bakterielle Phytase, saure Phosphatase oder Endoglucanase und hergestellt
nach den Verfahren A) bzw. B) aus dem Beispiel 1 werden mit Weizenmehl
Typ 550 vorgemischt, um 300 g einer enzymhaltigen Vormischung zu
erhalten. Diese Vormischung wird am Biotechnologischen Institut
des Research Institutes for Food and Molecular Biotechnology, Kolding
mit 15 kg Tierfutter vermischt, um eine optimale Verdünnung für die Einmischung
in 285 kg Tierfutter und eine gut bestimmbare Enzymaktivität in dem
pelletierten Material zu gewährleisten.
Die eingesetzte Menge an gecoatetem Granulat beträgt bei den
meisten Versuchen je nach Aktivitätshöhe des im gecoateten Material
enthaltenen Enzyms zwischen 0,1 und 10 g je kg Tierfutter und führt dabei
zu einer Enzymaktivität
von ca. 5 Einheiten (U) g
–1 Tierfutter bei Phytase,
bzw. ca. 6 Einheiten (U) g
–1 bei saurer Phosphatase
oder ca. 230-270 Einheiten (U) g
–1 bei
Endoglucanase. Die 300 kg Tierfutter, die in der Pelletieranlage
behandelt werden, haben die Zusammensetzung von Tabelle 1. Tabelle 1: Zusammensetzung des zu pelletierenden
Tierfutters
Bestandteil | [%] |
Hipro
Soja 48 | 20 |
Sojaöl | 4,75 |
Vitamin/Mineralien,
Beta Avitren 90 | 0,25 |
Enzymvormischung* | 300
g |
Weizen | Ad
100 |
- * mit pilzlicher oder bakterieller Phytase,
saurer Phosphatase oder Endoglucanase
-
Die
Pelletierbedingungen sind wie folgt:
Horizontalmischer mit
700 l Volumen, 48 UpM; Die Menge, die gemischt wird, liegt im Bereich
80 bis 300 kg.
-
An
den Mischer angeschlossen ist eine Horizontalförderschnecke zum Entleeren
des Mischers, deren Fördergeschwindigkeit
an den nachfolgenden Schritt angepasst ist.
-
Der
Mischer ist ein Kahl Kaskadenmischer (Konditionierer) mit 130 cm
Länge,
30 cm Durchmesser, 155 UpM und 37 Kammern. Der Durchsatz beträgt 300 kg
pro Stunde. Futtermittel und erfindungsgemäße enzymhaltige Partikel haben
ca. 30 s Kontakt mit Nassdampf. (Die Bedingungen bezüglich Dampf
und Temperatur sind in Tabelle 2 angegeben.)
-
Der
Dampf, der durch einen Dan Stoker Hochdruckkessel bereitgestellt
wird, strömt
mit 2 bar Überdruck
durch ein Druckregulationsventil in den Kaskadenmischer. Das Ventil
regelt die Menge Dampf, die in den Kaskadenmischer einströmt und dort
zur Erwärmung
des enzymhaltigen Futtermittels führt.
-
Das
konditionierte Material wird durch eine Simon-Heesen-Presse pelletiert
und anschließend
in einer mit 1500 m
3 h
–1 durchströmten perforierten
Box durch Luft gekühlt.
Die Pelletierpresse läuft
mit 500 UpM bei einer Leistungsaufnahme von 7,5 kW und erzeugt dabei
Pellets von 3 × 20
mm. Tabelle 2: Dampfkonditionen zum Erzielen
der verschiedenen Temperaturen beim Pelletieren von Tierfutter, das
die erfindungsgemäßen Partikel
enthält,
in der Anlage am Biotechnologischen Institut des Research Institutes
for Food and Molecular Biotechnology, Kolding, Dänemark
Soll-Temperatur
[°C] | Dampf
[%] | Ist
Temperatur [°C] |
70 | 3,6 | 69,8-70,0 |
75 | 3,9 | 74,8-74,9 |
80 | 4,3 | 79,7-79,9 |
85 | 4,6 | 84,7-84,8 |
90 | 5,0 | 89,8-90,0 |
95 | 5,4 | 94,9-95,1 |
-
Die
thermische Belastung zum Testen der Thermostabilität von gecoateten
Partikeln kann entsprechend auch in anderen Anlagen durchgeführt werden.
Anschließend
wird die noch vorhandene Enzymaktivität in den gecoateten und den
ungecoateten Partikeln im pelletierten Tierfutter gemäß den Referenzbeispielen
1-3 bestimmt.
-
Verfahren B): Durchführung der thermischen Belastungstests
in einem Laborgerät-Laborsteamer
-
Thermische
Belastungstests, kurz Thermostabilitätstests, die in geschlossenen
Gefäßen durchgeführt werden,
geben bestenfalls einen Hinweis auf eine Erhöhung der Lagerungsstabilität, da sie
als ein beschleunigter Lagerungstest wirken.
-
Um
jedoch eine erhöhte
Thermostabilität
unter den Pelletierbedingungen für
Futtermittel zu testen, wurde ein Laborverfahren entwickelt, mit
dem zuverlässig
die Thermostabilität
von Enzymen bei Einarbeitung in Futtermittel und Belastung unter
den in einer Futtermühle
auftretenden Bedingungen (siehe Verfahren A) be stimmt werden kann.
Es wurde gefunden, dass der Hauptteil der Enzyminaktivierung eintritt,
wenn Enzym-enthaltende Futtermittel einer erhöhten Temperatur und Feuchtigkeit
ausgesetzt sind, also unter Bedingungen, die während der Dampfkonditionierung
von Futter auftreten. Um diesen Grad an Inaktivierung zu bestimmen,
wird ein Enzymgranulat in Tierfutter einer Dampfhitze in einer Vorrichtung
im Laboratoriumsmaßstab unterworfen.
Das Verfahren ist für
eine definierte Temperatur (75-85°C)
ausgelegt. Eine Vorrichtung, in der solche Tests durchgeführt werden
können,
ist in 1 dargestellt und besteht aus einem Messinggefäß mit einem perforierten
Einsatz auf den das Futtermittel eingebracht wird und enthält weiterhin
einen Mechanismus, um Dampf in das Futtermittel einzubringen. Dampf
wird mit 4,7 bar Druck aus einem herkömmlichen Dampferzeuger (Euroflex)
eingespeist. Die Menge an Dampf, die in das Gefäß eintritt, wird durch die
zwei Kontrollventile reguliert, die auch die Entfernung von Wasserkondensat
aus dem Teil des Gefäßes unter
dem Einsatz mit dem Futtermittel regulieren. Von Bedeutung ist,
dass die Dampfleitungen frei von Kondensat sind und vor Anbringung
an dem Messinggefäß bereits
auf Betriebstemperatur sind.
-
Das
Gefäß wird mit
dem zu testenden Futter (50-100 g, typischerweise 50 g, Zusammensetzung
siehe Tabelle 1), das die erfindungsgemäßen enzymhaltigen Partikel
enthält,
beschickt und Dampf wird in das Gefäß eingeleitet. Die Probe wird
mit einer langen Hantel, die entweder am Ende ein Thermoelement
besitzt, gerührt oder
das Thermoelement wird separat an einer Sonde in das Tierfutter
geführt.
Die in der Futterprobe erhaltene Temperatur wird durch Verbinden
der Sonde an einen Datenlogger (DrDAQ, Firma Pico Technology, UK)
nach A/D-Wandlung
des Messsignals konstant mittels eines Personal Computers aufgezeichnet.
-
Wenn
die gewünschte
Temperatur erreicht ist (üblicherweise
80°C oder
85°C), wird
die Temperatur 30 bis 60 Sekunden gehalten, das Futtermittel aus
dem Gefäß entnommen
und in einem flachen Plastikbehälter abgekühlt. Typische
Temperaturprofile für
diese Tests bei 80°C
sind in 2 dargestellt (Temperaturprofil
von Futtermittel/Enzymproben in einem Dampf entsprechend den Bedingungen von
80°C in
einem Verfahren gemäß Verfahren
A)). Die erreichte Maximaltemperatur und die Zeitspanne, für die diese
Temperatur gehalten wird, kann durch Schalten der Ventile und/oder
Regulieren der abgegebenen Dampfmenge reguliert werden.
-
Die
Versuche zur Thermobelastung wurden in dem Laborgerät immer
mindestens als Doppelbestimmungen durchgeführt. Die Flächen unter den Temperaturkurven
wurden integriert, um festzustellen, ob wiederholte Proben der gleichen
Gesamt-Thermobelastung
unterworfen worden sind. Wichtig ist jedoch die Haltezeit bei der
festgelegten Temperatur von 80°C
bzw. 85°C.
Die noch vorhandene Enzymaktivität
in den gecoateten bzw. ungecoateten Partikeln in der Mischung wird
gemäß den Referenzbeispielen
1-3 bestimmt.
-
Beispiel 3: Temperaturstabilität der Phytase
eines filamentösen
Pilzes Teil A
-
UF-Konzentrat
von Aspergillus niger var. awamori-Phytase, hergestellt mit einem
rekombinanten Trichoderma reesei-Stamm gemäß beispielsweise
WO 94/03612 wurde mit verschiedenen
in dem UF-Konzentrat aufgelösten
Zusätzen
in einem APV-Sprühgranulator
(vgl. Beispiel 1, Verfahren B)) getrocknet und dann nach dem Verfahren
gemäß Beispiel
1, Verfahren B) gecoated. Die Granulate, die im Topsprayverfahren
gecoated wurden, enthielten 15% (w/w) Zitronensäure bezogen auf die Trockenmasse
des UF Konzentrates und der pH-Wert war auf pH 3 eingestellt. Das
per Bottomsprayverfahren gecoatete Granulat enthielt darüber hinaus noch
10% (w/w) Maltodextrin, das vor dem Trocknen in dem UF-Konzentrat gelöst wurde.
Alle so eingestellten UF-Konzentrate wurden bei Sprühdrücken von
80 bis 180 bar in den APV Trockner eingedüst. Die daraus resultierenden
Partikelgrößen lagen
für alle
hergestellten Granulate zwischen 200 und 300 μm. Es wurden thermische Belastungstests
(kurz Thermostabilitätstests)
gemäß Beispiel
2, Verfahren A) durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3: Erhöhung der Hitzestabilität von Aspergillus-Phytase
in Granulaten durch Coaten mit 10% (w/w) „micronized soja". Zur Einstellung
des pH-Wertes des
UF-Konzentrates vor der Sprühgranulierung
wurde Zitronensäure
verwendet.
| Wiederfindung
Enzymaktivität
[%] |
Temperatur
[°C] | ungecoated | gecoated
per Topspray | gecoated
per Bottomspray |
70 | 46,7 | 99,3 | 84,7 |
75 | 31,9 | 70,4 | 71,5 |
80 | 21,0 | 43,3 | 32,1 |
85 | 9,5 | 28,1 | 18,3 |
90 | 5,3 | 14,1 | 10,9 |
95 | 3,6 | 5,0 | 5,1 |
-
Die
Teilchengröße aller
ungecoateten und gecoateten Produkte lag zwischen 200 und 300 μm gemessen
mittels Laserbeugung auf einem Malvern-Gerät. Die Ergebnisse in Tabelle
3 zeigen, dass eine Erhöhung der
Thermostabilität
des in den gecoateten Partikeln eingeschlossenen Enzyms unter den
thermischen Belastungen wie sie im Pelletierprozess vorliegen unabhängig von
den gewählten
Zusätzen
in dem UF-Filtrat erhalten wird. Ferner hatte auch der Sprühdruck,
der Größe und Form
der entstehenden Sprühgranulate
(Partikel mit Enzymaktivität)
mit beeinflusst, keinen Einfluss auf die zu beobachtende Verbesserung
der Thermostabilität
des im gecoateten Sprühgranulat
eingeschlossenen Enzyms im Pelletierprozess. Sowohl durch Topspray- wie
auch durch Bottomsprayverfahren lassen sich erfindungsgemäße Partikel
(Granulate) herstellen in denen das eingeschlossene Enzym bei der
thermischen Belastung eine geringere Inaktivierung erfährt als
in dem unbehandelten Partikel.
-
Teil B
-
Das
UF-Konzentrat von Teil A wurde unter Zusatz von 50% (w/w) Magermilchpulver
(30% Lactose) bezogen auf die Trockenmasse des UF-Konzentrats und
nach Einstellung des pH-Wertes mit Natriumcitrat auf pH 5,1 in einer
ProCell5, Glatt, zu Sprühgranulat
ohne Kern getrocknet. Dies geschieht durch das Einsprühen der
genannten Lösung
mit einer Trockenmasse von ca. 15-20% im Topsprayverfahren gegen
den Luftstrom in der ProCell5 durch eine Zweistromdüse mit einer über den
Batchprozess steigenden Einsprührate
von 6-25 g min
–1. Die Zulufttemperatur
beträgt
70°-95°C bei einer
Zuluftmenge von 90-100 m
3 h
–1 während des
Einsprühens
wobei die Produkttemperatur auf 50°C gehalten wird. Nachdem die
gesamte Lösung
eingesprüht
ist, wird die Zulufttemperatur auf max. 100°C erhöht für weitere 5 min, wobei die
Produkttemperatur nicht über
55°C ansteigt,
um den gewünschten
Trockenmassengehalt von >95%
in dem erzeugten Granulat zu erhalten. In einem Batchverfahren werden
ca. 2 l der genannten Lösung
zu Sprühgranulat
verarbeitet. Die Partikelgröße der Sprühgranulate
lag unter 300 μm.
Die so erhaltenen Sprühgranulate
wurden mittels des in Beispiel 1 A) beschriebenen Verfahrens mit
einer 10% (w/w) homogenisierten Suspension an „micronized soja" gecoated, wobei
die Umhüllung
einen Anteil von 10% (w/w) bezogen auf die Trockenmasse der Sprühgranulate
hatte. Es wurden thermische Belastungstests (Thermostabilitätstests)
gemäß Beispiel
2, Verfahren A) durchgeführt.
Die Ergebnisse der Aktivitätswiederfindung
sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4: Erhöhung der Hitzestabilität von Aspergillus-Phytase
in Granulaten durch Coaten mit 10% (w/w) „micronized soja" wobei in dem UF-Konzentrat Magermilchpulver
vor dem Verarbeiten zu Sprühgranulat
aufgelöst wurde.
| Wiederfindung
E nzymaktivität
[%] |
Temperatur
[°C] | ungecoated | gecoated |
70 | 70,1 | 77,8 |
75 | 45,4 | 61,0 |
80 | 29,4 | 42,8 |
85 | 9,1 | 13,0 |
90 | 0,4 | 7,2 |
95 | 0,2 | 0,4 |
-
Die
Ergebnisse in Tabelle 4 zeigen, dass auch andere Zusätze als
Zitronensäure
zu Aspergillus Phytase bei der Trocknung sich vorteilhaft auf die
Enzymstabilität
auswirken können,
im speziellen hier der Zusatz von Magermilchpulver. Jedoch wurde
sowohl in Teil A wie auch in Teil B durch das Aufbringen einer Umhüllung aus „micronized
soja" eine weitere
Verbesserung der Thermostabilität
des eingeschlossenen Enzyms erreicht, unabhängig von der Zusammensetzung
des zu umhüllenden
enzymhaltigen Sprühgranulats.
-
Beispiel 4: Wirkung des Umhüllungsgrads
an mikronisiertem Soja auf die Thermostabilität der Phytase eines filamentösen Pilzes
-
Eine
10%ige Suspension von „micronized
soja wurde in Wasser hergestellt wie sie auch zum Coaten in Beispiel
3 verwendet wurde. Durch Zentrifugation wurden die unlöslichen
Bestandteile abgetrennt. Die so entstandene wasserlösliche Fraktion
wurde für
einen Versuch eingesetzt, um zu überprüfen, ob
die Wirkung der Erhöhung
der Thermostabilität
der eingeschlossenenen Phytase in den Thermobelastungstests durch
die im micronized Soja enthaltene Phytinsäure, dem Substrat der Phytase
hervorgerufen wird. Es wurde der aliquote Anteil wie er beim Coaten
zum Erzielen einer 10% w/w Umhüllung
mit „micronized
soja" notwendig
ist verwendet. Als Enzymtestmaterial diente das Verkaufsprodukt
FINASE® Pc
der Firma ROAL Oy das aus einem UF Konzentrat nach Beispiel 3 hergestellt
wird.
-
FINASE® PC
wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel
1, Verfahren A) gecoated. Die thermische Belastung wurde nach dem
Verfahren von Beispiel 2, Verfahren B) bei 80°C für 30 Sekunden durchgeführt und anschließend die
Restenzymaktivität
in dem behandelten Material ermittelt.
-
Die
Tabelle 5 zeigt die Wirkung von wässrigem Extrakt aus „micronized
soja" auf die Thermostabilität des im
Partikel enthaltenen Enzyms während
des thermischen Belastungstests. Tabelle 5:
Nr. | Partikelbeschreibung | Aktivitätswiederfindung
[%] |
1 | FINASE® Pc | 46 |
2 | Vorlage
300 g Finase® Pc,
Besprühen
mit dem wässrigen
Extrakt einer 10%-igen Suspension aus „micronized soja" Suspension der einer
5% Beschichtungsmenge mit „micronized
soja" entspricht | 46 |
| | |
-
Wie
aus einem Vergleich der Probe 1 mit 2 ersichtlich ist, hat ein „Coating" mit dem wässrigen
Extrakt aus Soja keine stabilisierende Wirkung auf das Enzym im
Sprühgranulat
während
des Pelletiervorgangs. Sojamehl ist reich an Phytinsäure, dem
Substrat der Phytase. Phytinsäure
wird eine stabilisierende Wirkung auf Phytase nachgesagt (
WO 98/55599 ). Der vorliegende
Versuch zeigt, dass die in Beispiel 3 erreichte Erhöhung der
Thermostabilität,
wie sie unter der Thermobelastung des Pelletierprozesses gezeigt
werden konnte, nicht auf diesen Effekt zurückzuführen ist. Ein Eindringen von
Phytinsäure
in die Randschichten des Granulates wie sie beim Coaten stattfinden
könnte,
ist also nicht ausreichend um die beobachtete Erhöhung der
Thermostabilität
unter den Bedingungen des Pelletierprozesses zu erklären.
-
Beispiel 5: Beschichtung bakterieller
(E. coli) Phytase mit „micronized
soja" in Sprühgranulaten
mit Kern aus Glucidex
-
In
dem vorliegenden Beispiel wird ein bakterielle (E. coli) Phytase-enthaltendes
Sprühgranulat
mit Kern aus Glucidex mit mikronisiertem Soja beschichtet.
-
Granulation
-
800
g Glucidex 12 (Maisstärkehydrolysat
der Firma Roquette, Frankreich, enthaltend 1% Glucose, 2% Disaccharide
und 97% höhere
Polysaccharide) wurden in der STREA 1, Aeromatic Fielder, vorgelegt
und mit 500 g UF-Konzentrat von E. coli-Phytase (pH 2,5, eingestellt
mit Schwefelsäure),
hergestellt mit einem rekombinanten T. reesei-Stamm (
WO 2006/042719 ), besprüht.
-
Coating
-
Die
Sprühgranulate
wurden anschließend
nach dem Verfahren von Beispiel 1, Verfahren A) gecoated (5% (w/w) „micronized
soja" bezogen auf
Trockenmassen) und entsprechend der Methode aus Beispiel 2, Verfahren
A) wurde die Thermostabilität
der Phytase in den Sprühgranulaten
getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6: Erhöhung der Thermostabilität von E.
coli-Phytase in Partikeln aus Sprühgranulation mit Glucidex 12-Kern
durch Coaten mit „micronized
soja"
Temperatur
[°C] | Aktivitäts-Wiederfindung [%]
ungecoated | Aktivitäts-Wiederfindung [%]
gecoated 5% |
70 | 61,7 | 94,2 |
75 | 45,5 | 73,3 |
80 | 36,9 | 50,4 |
85 | 21,8 | 23,7 |
90 | 6,0 | 10,1 |
95 | 0,2 | 1,3 |
-
Die
Daten in Tabelle 6 zeigen, dass bereits durch das Aufbringen einer
Coatingschicht aus „micronized soja" von 5% (w/w) bezogen
auf die Trockenmasse des Sprühgranulates
die Thermostabilität
der E. coli Phytase in dem enzymhaltigen Sprühgranulat unter den Testbedingungen
von Beispiel 2, Verfahren A) erhöht
wurde.
-
Beispiel 6: Beschichtung eines bakterielle
(E. coli) Phytase-enthaltenden Sprühgranulats ohne Kern
-
Das
vorliegende Beispiel zeigt die Erhöhung der Thermostabilität bakterieller
Phytase in einem Sprühgranulat
ohne Kern durch das Aufbringen einer Beschichtung mit „micronized
soja".
-
Granulation
-
In
einem weiteren Test wurde 2 kg UF-Konzentrat von E. coli-Phytase
(siehe Beispiel 5), in einer ProCell5, Glatt, benutzt, um Sprühgranulate
ohne Kern herzustellen (siehe Beispiel 3, Teil B). Dem UF-Konzentrat
wurde 30% (w/w) Magermilchpulver (30% Lactosegehalt) bezogen auf
Gesamtprotein des UF-Konzentrates und 4,4 g Ca-Propionat zugegeben.
Der pH-Wert wurde durch Korrektur mittels Schwefelsäure oder
Natronlauge auf einen Wert von pH 5 eingestellt.
-
Coating
-
Die
Sprühgranulate
wurden anschließend
nach dem Verfahren von Beispiel 1, Verfahren A) gecoated (10% (w/w) „micronized
soja" bezogen auf
Trockenmassen) und entsprechend der Methode aus Beispiel 2, Verfahren
A) wurde die Thermobelastung durchgeführt und damit die Thermostabilität der Phytase
in den Sprühgranulaten
getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7: Thermostabilität von E.
coli-Phytase in Sprühgranulaten
ohne Glucidex-Kern
Temperatur
[°C] | Aktivitäts-Wiederfindung [%]
ungecoated | Aktivitäts-Wiederfindung [%]
gecoated 10% |
70 | 85,7 | 99,9 |
75 | 49,6 | 82,1 |
80 | 19,3 | 41,6 |
85 | 4,5 | 18,3 |
90 | 0,3 | 9,7 |
95 | 0,3 | 4,7 |
-
Wie
die Ergebnisse zeigen, ergibt sich für die in diesen mit „micronized
soja" umhüllten Sprühgranulaten
enthaltene Phytase eine erhöhte
Thermostabilität
unter den Bedingungen wie sie in den Pelletierversuchen herrschen.
-
Der
Vergleich der Daten für
die ungecoateten und die gecoateten Sprühgranulate von Beispiel 5 mit
6 zeigt, dass ein Glucidex-Kern nicht für die Erhöhung der Thermostabilität verantwortlich
ist, wie sie durch das Aufbringen der Umhüllung mit „micronized soja" erhalten wird. Die
Aktivitätswiederfindungen
für die
nicht umhüllten
Partikel aus Beispiel 5 und 6 zeigen zwar eine unterschiedliche
Verteilung der Thermostabilität
des Enzyms unter den gewählten
Testbedingungen, jedoch liegen die Ergebnisse auf ähnlichem
Niveau und jeweils weit unter den Ergebnissen, die durch die Beschichtung
mit „micronized
soja" erzielt wurden.
Ein Einfluss des Kerns konnte nicht nachgewiesen werden wie dies
z.B. in
WO 98/54980 und
WO 00/24877 postuliert wird.
Insbesondere
WO 98/54980 schreibt
dem Aufsaugen der Enzymlösung
in ein Kohlenhydratpolymer und anschließendes Trocknen eine stabilisierende
Wirkung auf das enthaltene Enzym bei einer Thermobelastung zu wie sie
bei den Pelletierbedingungen beim Tierfutter auftreten. In dem hier
ausgeführten
Fall des Aufsprühens,
also nicht Aufsaugens, einer Enzymlö sung auf ein Kohlenhydratpolymer
konnte diese stabilisierende Wirkung nicht erzielt werden.
-
Die
Ergebnisse in diesem Beispiel zeigen auch, dass, obwohl in den Beispielen
3 und 6 Phytasen benutzt wurden, die Wirkung nicht auf spezielle
Arten der Phytasen beschränkt
ist. Es wurde in Beispiel 3 eine Phytase eines filamentösen Pilzes
und in Beispiel 6 eine Phytase bakteriellen Ursprungs benutzt, die
jedoch auf Aminosäurenebene
nur eine Homologie von 18% aufweisen und daher als zwei völlig unabhängige Proteine
zu betrachten sind.
-
Beispiel 7: Beschichtung eines Granulats
eine sauere Phosphatase eines filamentösen Pilzes enthaltend
-
In
dem vorliegenden Beispiel wurde die Erhöhung der Thermostabilität der sauren
Phosphatase eines filamentösen
Pilzes durch eine Beschichtung des Granulates mit „micronized
soja" untersucht.
-
Granulation
-
200
ml UF-Konzentrat von Aspergillus niger pH 2,5 saurer Phosphatase,
hergestellt mittels eines rekombinanten T. reesei-Stammes, z.B.
nach
WO 94/03612 , wurde
in der STREA 1, Aeromatic Fielder, nach Einstellung des pH-Wertes
mit HCl bzw. H
2SO
4,
auf pH 4 auf 500 g Glucidex 12 sprühgetrocknet. Die bei der Einstellung
des pH-Wertes mit Schwefelsäure
ausfallende Menge an CaSO
4 wurde durch Zentrifugation
vor der Sprühgranulation
abgetrennt.
-
Coating
-
Die
Sprühgranulate
wurden mit verschiedenen Mengen an „micronized soja" nach dem Verfahren
von Beispiel 1, Verfahren A) gecoated. Die Thermobelastung der sauren
Phosphatase in den Sprühgranulaten
wurde mit der in Beispiel 2, Verfahren B) genannten Methode bei
85°C, 60
s durchgeführt
und durch Messen der danach vorliegenden Restaktivität die Thermostabilität bestimmt.
Die Ergebnisse sind in 3 dargestellt.
-
Die
in 3 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die erzielte
Erhöhung
der Thermostabilität
der sauren Phosphatase in den umhüllten Sprühgranulaten unter den Bedingungen
des Pelletierprozesses nach Beispiel 2, Verfahren B) in direktem
Zusammenhang mit der Menge an aufgebrachtem mikronisierten Soja
steht.
-
Weiterhin
konnte hier durch die Wahl der Säure
gezeigt werden, dass die Menge an freiem Calcium im UF-Konzentrat,
das sprühgranuliert
wurde, keinen Einfluss auf die Thermostabilität des Enzyms hatte, im Gegensatz
zu Phytase, einem mit der sauren Phosphatase sehr eng verwandten
Enzym, wie in
WO 97/05245 ,
US 5,972,669 ,
US 5,827,709 sowie
EP 0 758 018 gezeigt, wo der Zusatz
an bivalenten Kationen wie Calcium, Magnesium oder Zink, insbesondere
als Zusatz in Form anorganischer Salze zum UF Konzentrat während der Sprühgranulation
zu einer Erhöhung
der Thermostabilität
der Phytase unter bestimmten Thermobelastungstests geführt hatten.
Durch den Einsatz von Schwefelsäure
bei der pH-Einstellung
kommt es zu Ausfällungen von
Calciumsulfat und damit zu einer Erniedrigung der Calciumkonzentration
im Vergleich zu den UF-Konzentraten in denen die pH-Einstellung
mit Salzsäure
erfolgte.
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Beispiel 8: Wirkung von Glucidex bzw.
Magermilchpulver auf die Thermostabilität von saurer Phosphatase enthaltendem
Granulat mit und ohne Beschichtung mit mikronisiertem Soja
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In
dem vorliegenden Beispiel wurde der Einfluss der Zugabe von Glucidex
und Magermilchpulver in das UF-Konzentrat bei der Sprühgranulation
des Enzyms verglichen mit der Wirkung einer Umhüllungsschicht an mikronisiertem
Soja auf die Thermostabilität
eines gecoateten Sprühgranulats
von saurer Phosphatase getestet.
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Granulation
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UF-Konzentrat
von Aspergillus niger pH 2,5 saurer Phosphatase, hergestellt mittels
eines rekombinanten T. reesei-Stammes (siehe Beispiel 6), wurde
in einer ProCell5, Glatt, mit verschiedenen Zusätzen die in dem UF-Konzentrat
gelöst
wur den (30% Glucidex, bzw. 50% Magermilchpulver [SMP]) zu Partikeln
in der Größe bis zu
300 μm sprühgranuliert
(siehe Beispiel 3, Teil B). Der pH-Wert der zum Sprühgranulieren
verwendeten Lösungen
betrug jeweils pH 4.
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Coating
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Das
Coating wurde nach Beispiel 1, Verfahren A) durchgeführt. Die
aufgetragene Menge an „micronized
soja" betrug 10%
(w/w) bezogen auf die Trockenmasse.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt. Tabelle 8: Thermostabilität von ungecoateten
und gecoateten Sprühgranulaten
von saurer Phosphatase
Temperatur [°C] | Aktivitätswiederfindung
[%] ohne Coating | Aktivitätswiederfindungg
[%] mit Coatin |
keine
Zugabe | 30%
Glucidex | 50%
SMP | keine
Zugabe | 30%
Glucidex | 50%
SMP |
70 | 83,5 | 91.7 | 100.0 | n.d. | 93.8 | 100.0 |
75 | 76,5 | 87.8 | 96.0 | n.d. | 99.9 | 100,0 |
80 | 50,0 | 82.0 | 93.4 | n.d. | 95.9 | 96.6 |
85 | 25,1 | 57.4 | 64.8 | n.d. | 76.6 | 95.4 |
90 | 2,0 | 7.4 | 3.5 | n.d. | 13.6 | 13.9 |
n.d.: nicht bestimmt
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Der
Vergleich der Daten in Tabelle 8 zeigt, dass auch die Zusätze von
Glucidex, bzw. Magermilchpulver zum UF-Konzentrat der sauren Phosphatase
vor dem Sprühgranulieren
einen stabilisierenden Einfluss auf die saure Phosphatase aus Aspergillus
niger var. awamori in den Pelletierversuchen haben. Der Zusatz von Magermilchpulver
in das UF-Konzentrat des Enzyms vor dem Sprühgranulieren erwies sich sowohl
bei der E. coli Phytase als auch bei der sauren Phosphatase und
der Phytase aus Aspergillus niger var. awamori als positiv bzgl.
der Thermostabilität
der Enzyme unter den Bedingungen im Pelletierversuch. Jedoch konnte
in allen Fällen
die Thermostabilität
(ausgedrückt
als %-Aktivitätswiederfindung) des
Enzyms in den Sprühgranulaten durch
das Aufbringen der Coatingschicht von „micronized soja" in dem Pelletierversuch
weiter verbessert werden. Unabhängig
vom verwendeten Aufbau bzw. Zusammensetzung des das Enzym enthaltenden
Sprühgranulats
kommt es also durch das Aufbringen an „micronized soja" zu einer Erhöhung der
Thermostabilität
des Enzyms im Gesamtpartikel.
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Beispiel 9: Thermostabilität eines
Endo-1,4-β-Glucanase-Granulats
mit Glucidexkern mit und ohne Beschichtung mit „micronized soja"
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Im
vorliegenden Beispiel wurde die Thermostabilität des Enzyms Endo-1,4-β-Glucanase I aus Trichoderma
reesei in einem Granulat mit einem Glucidexkern nach Beschichtung
mit „micronized
soja" bestimmt. Dieses
Enzym zeigt zwei verschiedene Enzymaktivitäten-Endo-1,4-β-Glucanase
und eine gleich hohe Endo-β-1,4-Xylanaseaktiität.
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Granulation
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UF-Konzentrat
von Trichoderma reesei-Endoglucanase 1 (Endo-1,4-β-Glucanase), hergestellt
mittels eines rekombinanten T. reesei-Stammes (Karhunen
et al., Mol Gen Genet 1993, 241:515-522), wurde verwendet,
um verschiedene Sprühgranulate
in einer STREA-1, Aeromatic Fielder, herzustellen. Die Sprühgranulate wurden
durch Sprühtrocknen
von 200 ml UF Konzentrat auf 500 g Glucidex 12-Kernmaterial, Roquette,
Frankreich, erhalten bzw. durch Sprühtrocknen von 200 ml UF-Konzentrat
in dem zusätzlich
10% (w/w) bezogen auf Trockenmasse Glucidex 12 vor dem Sprühtrocknen
auf den Glucidexkern aufgelöst
wurden.
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Coating
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Die
durch die Sprühtrocknung
erhaltenen Granulate wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1, Verfahren
A) durch Aufbringen einer 10% Suspension „micronized soja" gecoated. Der Anteil
an Coatingmaterial betrug 10% (w/w) bezogen auf Trockenmasse des
gecoateten Granulates.
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Die
Erhöhung
der Thermostabilität
der in den Granulaten enthaltenen Endoglucanase wurde gemäß dem Verfahren
beschrieben in Beispiel 2, Verfahren B), bestimmt.
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In 4 ist
die Aktivitätswiederfindung
der Endoglucanase I in den Granulaten mit und ohne Aufbringen einer
10% Coating-Schicht an „micronized
soja" nach Durchführung der
thermischen Belastung im Laborgerät (Laborsteamer) dargestellt.
Die erhaltene Thermostabilität
der Endoglucanase I aus Trichoderma reesei ist in den thermischen
Belastungstests auch abhängig
von der Zugabe von Maltodextrin in das UF-Konzentrat vor der Sprühtrocknung. 4 zeigt,
dass unabhängig
vom verwendeten Aufbau des enzymhaltigen Granulats oder dem Zusatz
in das UF-Konzentrat bei der Herstellung des enzymhaltigen Granulats,
das Aufbringen von „micronized
soja" in einem Coating-Verfahren
zu einer Erhöhung
der Thermostabilität
des im gecoateten Granulat enthaltenen Enzyms unter den Testbedingungen
führt.
Weiterhin ist die durch das Aufbringen der Coatingschicht erhaltene
Thermostabilitätsverbesserung
größer als
die durch den Zusatz von 10% Glucidex 12 in das UF-Konzentrat beim
Sprühtrocknen
erhalten werden kann.
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Beispiel 10: Thermostabilität von Endo-1,4-β-Glucanase
mit und ohne Beschichtung mit „micronized
soja"
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In
dem vorliegenden Beispiel wurde die Thermostabilität von Endo-1,4-β-Glucanase (Endoglucanase 1)
in einem Sprühgranulat
ohne Glucidex-Kern nach Beschichtung mit „micronized soja" untersucht.
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Granulation
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In
UF-Konzentrat von Trichoderma reesei-Endoglucanase 1, hergestellt
mittels eines rekombinanten T. reesei-Stammes (Karhunen
et al., Mol Gen Genet 1993, 241:515-522), wurde 20% Glucidex
12 (w/w) bezogen auf Trockenmasse gelöst und der pH-Wert mit H2SO4/NaOH auf pH
4,5 eingestellt. Dieses Konzentrat wurde in einer ProCell5, Glatt,
zu Sprühgranulaten
in der Größe bis zu
300 μm getrocknet
(siehe Beispiel 3, Teil B).
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Coating
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Die
Sprühgranulate
wurden nach Beispiel 1, Verfahren A) gecoated. Die aufgetragene
Schicht an „micronized
soja" betrug 10%
(w/w) bezogen auf Trockenmasse.
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Die
Ergebnisse der Aktivitätswiederfindung
nach der thermischen Belastung nach Beispiel 2, Verfahren A) sind
in Tabelle 9 dargestellt. Tabelle 9: Thermostabilität von Endoglucanase
I aus Trichoderma reesei mit und ohne Coating in Granulaten, die
ohne Glucidex-Kern hergestellt wurden.
Temperatur
[°C] | Aktivitätswiederfindung
[%] ohne Coating | Aktivitätswiederfindung
[%] mit Coating |
70 | 83,5 | 94,2 |
75 | 68,0 | 81,2 |
80 | 41,5 | 49,4 |
85 | 24,9 | 30,9 |
90 | 5,7 | 13,3 |
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Die
Daten in Tabelle 9 zeigen, dass die Thermostabilität der in
dem Granulat eingeschlossenen Endoglucanase I aus Trichoderma reesei
durch Umhüllung
mit „micronized
soja" auch ohne
das Vorhandensein eines Kerns aus Glucidex verbessert werden kann.
Ein Kern aus einem kohlenhydrathaltigen Material ist für die Verbesserung
der Thermostabilität
durch eine Umhüllung
mit „micronized
soja" keine Vorraussetzung.