DE4212568A1 - Verfahren zum Entfleischen von Häuten und Fellen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfleischen von
Häuten und Fellen insbesondere frischen Häuten in der
Lederindustrie.
Traditionsgemäß werden durch das "Entfleischen" oder
"Scheren" der Häute Unterhautbindegewebe (Leimfleisch) und
Muskelgewebe, sowie etwaige Fleisch- und Fettreste, die
der Lederhaut noch anhaften, entfernt. Seit einiger Zeit
geht die Tendenz dahin, das Entfleischen bereits an den
frischen Häuten vorzunehmen (sogenanntes Grünfleischen)
u. a. weil man dadurch eine gleichmäßigere und intensivere
Äscherwirkung erwarten kann, als wenn das Entfleischen an
der konservierten Haut in klassischer Weise vorgenommen
wird. (vgl. F. Stather, Gerbereichemie und
Gerbereichtechnologie, Akademie-Verlag Berlin 1967).
Die Entfernung des Unterhautbindegewebes und Muskelgewebes
stellt bis heute in der Praxis ein erhebliches Problem
dar. Zwar ist es mit Hilfe neuentwickelter spezieller
Entfleischmaschinen möglich die nicht geäscherte
Frischhaut zu über 90% zu entfleischen, mit der
Einschränkung, daß es meist erforderlich ist, restliches
Unterhautbindegewebe, welches hauptsächlich in den Flämen
vorkommt, im Anschluß an den Äscher zusätzlich zu
entfernen. Dadurch entsteht ein erheblicher Mehraufwand in
der betrieblichen Praxis. Daraus ergibt sich auch die
Aufgabe, durch geeignete Maßnahmen eine so vollständige
Entfernung des Unterhautbindegewebes zu bewirken, daß die
aufwendige Entfernung zu einem späteren Zeitpunkt in der
Wasserwerkstatt überflüssig wird.
Es wurde nun gefunden, daß sich das Unterhautbindegewebe
mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nahezu
quantitativ entfernen läßt.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum
Entfleischen von Häuten und Fellen durch Entfernung des
Unterhautbindegewebes, wobei man die frischen Häute
während eines Zeitraums von 2 bis 24 Stunden mit einer
Lösung enthaltend ein oder mehrere proteolytische Enzyme
mit ausgeprägter elastolytischer Aktivität bei
Temperaturen im Bereich 5-30 Grad C, vorzugsweise 10-15
Grad C und im pH-Bereich 5-10, vorzugsweise 6,5-7,5,
behandelt, üblicherweise gefolgt vom an sich
bekannten, mechanischen Entfleischen. Als derartige
proteolytische Enzyme (E.C.3.4) kommen die in die
industrielle Praxis eingeführten Systeme in Betracht (vgl.
Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology 3rd. Ed.
Vol. 9, 199-202, J. Wiley 1980; Ullmanns Encyclopedia of
Chemical Technology, 5th Ed. Vol. A9, pg. 395-397, VCH
1987; L. Keay et al. Biotechnol. Bioeng. 12, 213 (1970)),
wobei die eigentlichen Elastasen unter E.C.3.4.21.36
klassiert sind.
Als besonders geeignet haben sich alkalische Proteasen
(E.C.3.4.21) erwiesen, gegebenenfalls im Gemisch. Diese
alkalischen Proteasen zeichnen sich besonders zusätzlich
dadurch aus, daß sie gegenüber Elastin eine ausgeprägte
proteolytische Aktivität besitzen. Elastin stellt eine
wichtige Komponente des Unterhautbindegewebes dar.
Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden alkalischen
Proteasen handelt es sich um Proteasen, deren
Aktivitätsmaximum (gegenüber den Testsubstraten wie
Hämoglobin oder Casein) im alkalischen Bereich,
insbesondere oberhalb pH 8,0, insbesondere im pH-Bereich
9,5 bis 12,5 liegt. Die Bestimmung der elastolytischen
Aktivität geschieht nach H. Bakala et al. Biochimie 60
(1987) 1205 - 1207.
Die erfindungsgemäß anwendbaren alkalischen Proteasen
haben üblicherweise ein Molekulargewicht im Bereich 25 000
bis 35 000, jedoch können auch Proteasen mit abweichendem
Molgewicht befriedigende Ergebnisse erbringen. Die meisten
alkalischen Proteasen sind im pH-Bereich 5-10 bei
mäßigen Temperaturen stabil, wobei die Grenze bei etwa 55-60
Grad C angesetzt werden kann.
Geeignet sind alkalische Proteasen sowohl mikrobio
logischer als auch anderer Provenienz.
Besonders hervorgehoben seien alkalische
Bakterienproteasen (E.C.3.4.21.14), insbesondere die aus
Bacillus-Arten gewonnenen. Genannt seien die aus
B.subtilis, B.licheniformis, B.pumilis, B.firmus,
B.megaterium, B.cercus, B.amylosacchariticus,
B.thermoproteolyticus stammenden Proteasen. Besonders
genannt seien die sogenannten Subtilisine (Subtilisin
Novo, Subtilisin Carlsberg), vgl. L. Keay et al. loc.cit.,
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage,
Band 10, pg. 517-522, Verlag Chemie, 1975).
Die technischen Subtilisinpräparate zeigen gewöhnlich
Aktivitäten zwischen 1 und 6 ANSON-Einheiten. Ferner
neutrale und alkalische Pilzproteasen (E.C.3.4.21.15),
insbesondere die aus Aspergillus und Streptomyces-Arten
gewonnenen.
Genannt seien insbesondere die Serin-Proteasen. Zu
erwähnen sind z. B. die aus Aspergillus oryzae, A.flavus,
A.sojae, A.niger, A.saitoi, A.parasiticus, ferner die aus
Penicillium sp. wie P.cyaneo-fulvum oder aus Streptomyces
griseus, S.fradiae, S.rectus, ferner die aus Seratia
marcescens, Paec. varioti, Rhizopus chinensis, Mucor
pusillus gewonnenen alkalischen Proteasen.
Erfindungsgemäß werden die alkalischen Proteasen in Mengen
von 1 000 bis 100 000 Löhlein-Volhard-Einheiten,
vorzugsweise 5 000 bis 30 000 Löhlein-Volhard-Einheiten
pro kg der Häute und Felle angewendet. Die Dosierung der
Proteasen liegt - als Anhalt - je nach Dauer der
Behandlung bei 0,05-0,5 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,1-0,15%
bezogen auf das Grüngewicht der Häute und Felle,
wobei eine Aktivität des Enzyms von ca. 4 000 LVE (s.
unten) zugrundegelegt ist.
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 eine weitere Bestimmungsmethode für
Proteasen, 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 Mol Tyrosin pro
Minute bei 37 Grad C (gemessen bei 280 nm) katalysiert.
1 mUHb = 10-3 UHb. (Vgl. R.J. Beynon, J.S. Bond, Proteolytic
Enzymes IRL Press).
Zu berücksichtigen ist u. a. der Befund, daß die
Behandlungstemperatur bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht zu hoch sein darf. In der Praxis hat sich eine
Temperatur zwischen 5 und 30 Grad C, vorzugsweise zwischen
10 und 15 Grad C bewährt. Diese Temperaturen lassen sich
umso leichter einhalten, als die frischen Häute bei der
Einarbeitung bereits auf ca. 5 Grad C gekühlt vorliegen.
Es mag damit zusammenhängen, daß sich die Wirkung des
Enzyms stärker auf das Unterhautbindegewebe richtet und
weniger auf die Hautsubstanz. Außerdem ist bei tieferen
Arbeitstemperaturen die Gefahr der Hautschädigung durch
Bakterien und andere Mikroorganismen geringer. Dessen
ungeachtet empfiehlt sich bei längeren Behandlungszeiten
die Mitverwendung eines Bakterizids wie sie auch sonst
zur Anwendung kommen, beispielsweise quaternierte
Ammoniumsalze, Dithiocarbamate, Thiocyanate, Butadien
derivate, lsothiazolinonderivate etc. in machen Fällen ist
der Zusatz von Netzmitteln von Vorteil, da solche den
Prozeß beschleunigen können. Sie werden in Mengen von 0,01
Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,05-0,3 Gew.-% bez.
auf Grüngewicht eingesetzt. Es kommen vor allem Produkte
auf Basis ethoxylierter Fettalkohole, n-Paraffinsulfonate
oder n-Alkylbenzolsulfonate zur Anwendung.
Im allgemeinen betragen die zur enzymatischen Behandlung
der Häute bzw. Felle angewendeten, wäßrigen Flotten 100
bis 200 % bezogen auf das Grüngewicht.
Die überragende Wirkung der alkalischen Proteasen,
speziell der Subtilisinproteasen bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist umso überraschender, als sie ja ihre
eigentliche Wirkung im alkalischen, speziell im stark
alkalischen, pH-Bereich entfalten. Obwohl es sich um
alkalische Proteasen handelt, findet man im
Neutralbereich bis hin zum schwach sauren
Bereich eine sehr gute Auflösung (Desintegration) des
Unterhautbindegewebes, wodurch die mechanische Entfernung
stark erleichtert wird. Der Einsatz alkalischer Proteasen
schien sich aufgrund der üblichen Anwendungsparameter zu
verbieten, da beim Arbeiten bei höheren pH-Werten eine
partielle Hydrolyse der Fette eintreten würde. Die dadurch
gebildeten Seifen sind geeignet, den weiteren Ablauf der
Behandlung der Häute empfindlich zu stören, z. B. durch
Schaumbildung, bei der Verwertung des Leimfleisches, wo
ein gesteigerter Gehalt an freien Fettsäuren ungünstig
wäre. Alkalität würde zudem zu einer Vorschwellung des
Narbens führen mit dem Ergebnis, daß dieser empfindlicher
würde, beispielsweise gegenüber den mechanischen
Belastungen beim Entfleischvorgang.
Die erfindungsgemäße Behandlung erlaubt es, in vielen
Fällen auf eine weitere Weiche zu verzichten. Die
erfindungsgemäß behandelten Häute und Felle können somit
im Zuge der Wasserwerkstatt weiterverarbeitet, also z. B.
dem Äscher zugeführt werden (vgl. E. Pfleiderer & R.Reiner
in H.J. Rehm & G.Reed, Biotechnology, Vol. 6b, 729-42
VCH 1988).
Die bei der Schlachtung frisch abgezogenen Rindshäute
werden gesammelt und zur Kurzzeitkonservierung auf ca. 2-5
Grad C abgekühlt.
Die gekühlten Rindshäute werden wie folgt verarbeitet:
Gerbfaß: (Prozentangaben beziehen sich auf Grüngewicht)
150% Wasser, Einlauftemperatur 25-30 Grad C ergibt Prozeßtemperatur von 15-20 Grad C
0,3% proteolytisches Enzympräparat aus Bacillus subtilis-Mutante, Aktivität 4000 Löhlein- Volhard-Einheiten
0,1% nichtionisches Netzmittel (C13-Fettalkohol mit 7-8 Ethylenoxideinheiten)
pH 6-8
30 min bewegen
10 min ruhen
30 min bewegen
Gesamtbehandlungszeit 120 min
Flotte ablassen.
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30 min bewegen
10 min ruhen
30 min bewegen
Gesamtbehandlungszeit 120 min
Flotte ablassen.
Entfleischen der Häute an der Entfleischmaschine.
Das Unterhautbindegewebe läßt sich einwandfrei entfernen,
so daß auf das oft notwendige Nachentfleischen nach dem
Äscher verzichtet werden kann.
Claims (5)
1. Verfahren zum Entfleischen von Häuten und Fellen bei
der Lederherstellung durch Entfernung des
Unterhautbindegewebes,
dadurch gekennzeichnet,
daß man auf die frischen Häute während eines
Zeitraums von 2 bis 24 Stunden eine Lösung,
enthaltend ein oder mehrere proteolytische Enzyme
(E.C.3.4) mit ausgeprägter elastolytischer Aktivität
bei Temperaturen im Bereich 5-30 Grad C und im pH-
Bereich 5-10 einwirken läßt und gegebenenfalls das
Unterhautbindegewebe in an sich bekannter Weise
mechanisch abtrennt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man alkalische Proteasen (E.C.3.4.21) einsetzt.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Proteasen in Mengen von
1 000 bis 30 000 Löhlein-Volhard-Einheiten pro kg der
Häute einsetzt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man Subtilisin-Proteasen einsetzt.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man Netzmittel verwendet.
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