DE2756739A1 - Verfahren zum aufarbeiten von tierkoerper-, knochen- und fleischabfaellen - Google Patents
Verfahren zum aufarbeiten von tierkoerper-, knochen- und fleischabfaellenInfo
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Description
- Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen-
- und Fleischabfällen Die rfindung betrifft ein Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen zu hochwertigen Eiweißprodukten. Die Eiweißprodukte können entweder, z.B. als Super-Protein-Diät direkt verwertet werden oder aber als Zusatzstoff z.B. für Diabetiker-Schokolade, diätetische Nährmittel, Kindernährmittel, Suppenwürzen, Tiernährmittel oder dergleichen.
- Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfälle sind Abfallprodukte, die bisher nur teilweise und als Tierfutter verwertbar waren. Knochenabfälle lassen sich außerdem zu Leim verkochen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abfallprodukte der vorstehend genannten Art der menschlichen Ernährung zugänglich zu machen.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das zerkleinerte Material gegebenenfalls nach einer sauren oder alkali-0 schen Proteindenaturierung bei ca. 100 C und Abkühlen auf ca. 30 bis 700C enzymatisch aufgeschlossen wird, wobei die Hydrolyse in dem für das verwendete Enzym optimalen pH-Bereich erfolgt und dann bei einer Temperatur von ca. 80 bis 1000C Fett und Eiweißhydrolysat durch Entmischen voneinander getrennt werden und gegebenenfalls der unlösliche Rückstand abfiltiert wird.
- Das Verfahren erfordert nur eine relativ kurze Behandlungszeit der Abfallprodukte, ist umweltfreundlich, weil keinerlei Geruchsbelästigung auftritt. Die Rohstoffe werden optimal ausgenutzt und in hoher Ausbeute wasserlösliche, geschmacksneutrale Proteinhydrolysate erhalten. Die Zerkleinerung des Materials erfolgt in üblicher Weise, z.B. durch Mahlen der Fleischabfälle oder Zerhacken der Knochen.
- Es hat sich bewährt, vor der enzymatischen Behandlung eine Denaturierung des Proteins durch Kochen der zerkleinerten Stoffe in wässrigem Medium unter Zugabe von stark sauren oder stark alkalischen Substanzen wie z.B. Xtznatron oder konzentrierter Schwefelsäure durchzuführen. Anschließend wird die Mischung abgekühlt 0 und bei ca. 30 bis 70 C der enzymatische Abbau durchgeführt. Der Abbau erfolgt im optimalen pH-Bereich des gewählten Enzyms. Alkalische Proteinen haben z.B.
- ein Wirkungsoptimum zwischen pH 8 und 13 und werden vorteilhaft in Gegenwart von Harnstoff angewandt.
- Neutrale Proteinasen haben ein Wirkungsoptimum zwischen pH 6 und 8, während saure Proteinasen ein Wirkungsoptimum zwischen pH 2 und 6 besitzen.
- Die proteolytische Wirksamkeit der Enzyme wird zweckmäßig nach der sogenannten Löhlein Volhardmethode ("die Löhlein-Volhard'sche Methode zur Bestimmung der proteolytischen Aktivität", gerbereitechnisches Taschenbuch, Dresden-Leipzig 1955) bestimmt und in "LVE" (Löhlein-Volhard-Einheiten) angegeben bzw.
- bestimmt. Unter einer LVE-Einheit ist diejenige Enzymmenge zu verstehen, die unter den spezifischen Bedingungen der Methode 1,725 mg Kasein verdaut. Für die Aktivitätsbestimmung der im sauren Bereich wirksamen Enzyme, die aus der Anson-Methode (M.L. Anson, J. Gen.
- Physiol. 22, 79 (1939)) abgeleitet wurde, gilt: Die Einheiten werden als "Proteinase-Units (Hämoglobin)" = UHb bezeichnet. Eine UHb entspricht derjenigen Enzymmenge, welche die Freisetzung von trichloressigsäure-löslichen Bruchstücken aus Hämoglobin äquivalent 1 ,u Mol Tyrosin pro Minute bei 370C (gemessen bei 280 nm) katalysiert.
- 1 mUHb = 10 3UHb.
- Nach erfolgtem Abbau wird das wasserlösliche Eiweißhydrolysat durch Entmischen von Fett und gegebenenfalls unlöslichen Rückständen getrennt. Fett und Hydrolysat lassen sich leicht, z.B. durch Zentrifugieren, trennen.
- Der unlösliche Rückstand wird abfiltriert.
- Der alkalische Abbau erfolgt im pH-Bereich zwischen etwa pH 9 und 13 zweckmäßig in Gegenwart von Harnstoff in einer Konzentration von vorzugsweise 0,01 mol/l und 1 mol/l, wobei als alkalische Proteinasen insbesondere Proteinasen bakterieller Herkunft, wie z.B. die aus Bacillusstämmen isolierten Enzyme, insbesondere Bacillus subtilis geeignet sind.
- Die sauren Proteinasen werden insbesondere aus Pilzstämmen beispielsweise der Aspergillus-Familie hergestellt, z.B. aus Aspergillus oryzae.
- Geeignet sind auch tierische Proteinasen, z.B. Pepsin, das im sauren Bereich wirksam ist. Als pflanzliche Proteinasen wird z.B. Papain oder Bromelain verwendet.
- Der enzymatische Abbau erfolgt unter schonenden 0 Bedingungen bei ca. 30 bis 70 C, wobei optimale Ergebnisse bei einer Temperatur von ca. 500c erhalten werden.
- Den wertvollsten Anteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkte bilden die Eiweißhydrolysate.
- Durch Verwendung von geeigneten Enzymgemischen lassen sich unterschiedliche Proteinhydrolysate herstellen, die sich hinsichtlich des Abbaugrades, d.h. der Molekülgröße, unterscheiden. Man kann somit das Ausgangsmaterial je nach Verwendungszweck zu sehr homogenen Produkten verarbeiten. Die erhaltenen Hydrolysate zeichnen sich durch reproduzierbare Einheitlichkeit und hohe Qualität gegenüber herkömmlichen Eiweißhydrolysaten aus. Durch Kombination von Enzymart, Enzymkonzentration, Temperatur und Abbauzeit lassen sich lang-, mittel- oder kurzkettige Proteinhydrolysate gewinnen.
- Das als Abfallprodukt anfallende Fett wird zweckmäßig durch Zentrifugieren in eine feste und eine flüssige Phase getrennt. Beide Fraktionen werden durch Waschen gereinigt. Die flüssige Phase hat eine dem Klauenöl sehr ähnliche Zusammensetzung. Die Fettprodukte können durch chemische Umsetzungen noch weiter veredelt werden.
- Insbesondere bei der Knochenaufarbeitung fällt in der Regel ein schwer löslicher Rückstand an, der außer Mineralstoffen auch Eiweiß enthält und gegebenenfalls bei der Düngemittelherstellung oder als Zusatz für Tiernahrung Verwendung finden kann.
- Der technische Aufwand des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gering. Nach der Zerkleinerung wird das Material in einem Mischer oder Kochkessel mit Rührwerk enzymatisch hydrolysiert und braucht nach der Enzymzugabe nur kurz, in der Regel genügen etwa drei Stunden, der Enzymwirkung ausgesetzt zu werden. Die Trennung der Fett- und Eiweißbestandteile erfolgt schnell, meistens etwa nach einer Stunde. Die durch Entmischung voneinander getrennten Phasen werden in der beschriebenen Weise selbständig weiterverarbeitet.
- Die trübe Hydrolysatlösung enthält im wesentlichen Eiweiß neben beträchtlichen Mengen an Mineralstoffen, die gegebenenfalls nochmals durch Fällung abgetrennt werden müssen. Das klare Filtrat wird dann auf die gewünschte Konzentration eingeengt. Das Filtrat kann konserviert werden und ist so unmittelbar verwendbar.
- Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, ohne daß die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll.
- Beispiel 1 500 g Fleischabfälle werden im Fleischwolf zerkleinert.
- Anschließend werden sie mit 1000 ml Wasser und 20 g Ätznatron versetzt und unter Rühren 60 Minuten auf 1000C erhitzt. Danach wird die Mischung auf 500C abgekühlt und 2 g alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat zugefügt. Die Hydrolyse erfolgt nun unter Rühren bei 50°C über zwei Stunden. Nach dieser Zeit sind mehr als 90 % des eingewogenen Materials umgesetzt. Der pH-Wert des Hydrolysats beträgt 11,0.
- Die Fettschicht wird durch Zentrifugieren von dem Hydrolysat abgetrennt. Sie besteht aus einer bräunlichen ölschicht und festem Fett bzw. Talg.
- Das Hydrolysat ist ohne weitere Reinigung verwertbar.
- Beispiel 2 500 g Schweinefleischabfälle werden in einem Fleischwolf zerkleinert und mit 1000 ml Wasser, 15 g Ätznatron, 2 g alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat versetzt.
- Der enzymatische Abbau erfolgt unter Rühren bei 500C.
- Anschließend wird noch zwei Stunden hydrolysiert. Es sind nun 95 % des eingewogenen Materials umgesetzt.
- Nach dem Abdekantieren des Fettanteils wird das Hydrolysat mit Aktivkohle zur Inhibierung des Enzyms und zur Reini-0 gung 10 Minuten auf 100 C erhitzt.
- Nach der Abkühlung wird zur Klärung des Hydrolysats zentrifugiert und filtriert. Der pH-Wert des Hydrolysats beträgt 8,9. Das Hydrolysat kann in dieser Form unmittelbar verwendet werden.
- Beispiel 3 450 g Geflügelfleischabfälle werden im Fleischwolf zerkleinert und mit 1000 ml Wasser, 10 g Ätznatron, 2 g alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus subtilis mit 9000 LVE, 8 g Harnstoff und 10 g Ammonsulfat versetzt. Der enzymatische Abbau erfolgt unter Rühren bei 50ob. Anschließend wird noch zwei Stunden hydrolysiert.
- Nach dieser Zeit sind 85 % der eingewogenen Geflügelfleischabfälle umgesetzt. Die Reinigung des Hydrolysats erfolgt in analoger Weise wie in Beispiel 2. Der pH-Wert liegt bei 12,0.
- Beispiel 4 500 g Tierkörperabfälle ohne Knochen werden im Fleischwolf zerkleinert und dann mit 1000 ml Wasser und 20 g 98%iger Schwefelsäure versetzt. Die Mischung wird nun zur Denaturierung des Eiweißes 60 Minuten auf 1000C erhitzt und anschließend auf 500C abgekühlt.
- Es werden nun 1 g Pepsin mit 100 mU Hb/mg (pH 5,0), 2 g Ammonchlorid und 7 g Ammonsulfat zugesetzt.
- Die Mischung wird unter Rühren vier Stunden bei 500C hydrolysiert. Nach dieser Zeit sind 90 % der eingewogenen Tierkörperabfälle gelöst.
- Die Reinigung des Hydrolysats erfolgt analog Beispiel 2.
- Der pH-Wert liegt bei 3,0.
- Beispiel 5 500 g Tierknochen werden mechanisch zerkleinert und zur Denaturierung mit 1000 ml Wasser und 20 g 98%iger Schwefelsäure während 60 Minuten bei 1000C erhitzt.
- 0 Nach der Abkühlung auf 50 C erfolgt die Hydrolyse in Gegenwart von 1 g Pepsin mit 100 mU Hb/mg (pH 5,0), 2 g Ammonchlorid und 7 g Ammonsulfat. Die Mischung wird unter Rühren fünf Stunden bei 500C gehalten. Nach dieser Zeit sind über 80 % der eingewogenen Tierknochen umgesetzt. Die Reinigung erfolgt analog Beispiel 2. Der pH-Wert des erhaltenen Hydrolysats beträgt 3,6.
- Beispiel 6 450 g Hühnerfleischabfälle werden im Fleischwolf gemahlen und mit 1000 ml Wasser und 10 g 98%iger Schwefelsäure versetzt. Die Mischung wird dann unter Rühren auf 500C erwärmt und zur Hydrolyse mit 0,4 g Pilzproteinase aus Aspergillus oryzae mit 3000 LVE, 1 g Papain mit 160 mU Hb/mg (pH 7,5), 6 g Harnstoff und 3 g Ammonsulfat versetzt. Die Behandlungsdauer beträgt fünf Stunden. Es sind dann mehr als 80 % der Ausgangsstoffe umgesetzt. Die Reinigung des Hydrolysats erfolgt analog Beispiel 2. Der pH-Wert beträgt 4,1.
Claims (5)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Material gegebenenfalls nach einer sauren oder alkalischen Protein-0 denaturierung bei ca. 100°C und Abkühlen auf ca.0 30 bis 70 C enzymatisch aufgeschlossen wird, wobei die Hydrolyse in dem für das verwendete Enzym optimalen pH-Bereich erfolgt und dann bei einer Temperatur von ca. 80 bis 1000C Fett und Eiweißhydrolysat durch Entmischen voneinander getrennt werden, und gegebenenfalls der unlösliche Rückstand abfiltriert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau bei ca. 500C durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau in Gegenwart alkalischer Proteinasen aus Bacillusstämmen wie z.B. Bacillus subtilis durchgeführt wird.
- erfahren nach Anspiuch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau in saurem Bereich in Gegenwart von Proteinasen aus Pilzstämmen wie Aspergillus-Arten, z.B. Aspergillus oryzae durchgeführt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau in saurem Bereich in Gegenwart pflanzlicher Proteinasen, z.B. Papain oder tierischer Proteinasen, z.B.Pepsin, durchgeführt wird.
Priority Applications (9)
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| DE19772756739 DE2756739C2 (de) | 1977-12-20 | 1977-12-20 | Verfahren zum Aufarbeiten von Tierkörper-, Knochen- und Fleischabfällen |
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| WO1986001689A1 (en) * | 1984-09-10 | 1986-03-27 | Duschanek Valeria | A procedure for exploration of raw materials containing collagen in order to produce gelatin |
| WO1986004487A1 (fr) * | 1985-02-04 | 1986-08-14 | Karancs Husipari Szövetkezeti Közös Vállalat | Procede de preparation d'un hydrolysat de proteines propre a la consommation humaine a partir de dechets et/ou de sous-produits d'abattoir, en particulier de tetes, de jarrets et de couennes de porc |
| WO2002049449A1 (de) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Ernst Kager | EIWEIssHYDROLYSEANLAGE |
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| DE2405002A1 (de) * | 1974-02-02 | 1975-08-14 | Trommsdorff Fa H | Loeslichen natives kollagen aus humangewebe und verfahren zu dessen herstellung |
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1977
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Patent Citations (1)
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Also Published As
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| DE2756739C2 (de) | 1983-11-24 |
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