Enzym-Vorgranulat für Tierfuttermittel-Granulate

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines aktivitats- stabilen Enzym-Vorgranulates, das dem Zweck dient, in Teilchen eines Tierfuttermittel-Granulates eingearbeitet zu werden Wei¬ terhin betrifft die Erfindung die nach den Herstellverfahren erhaltenen aktivitatsstabilen Vorgranulate zur Einarbeitung in Tierfuttermittel-Granulate.

Der Einsatz von Enzymen in Tierfuttermitteln ermöglicht eine bessere Verwertbarkeit der im Tierfutter enthaltenen Nähr¬ stoffe, da durch den Zusatz von Enzymen die Verwertung von nicht vollständig oder schwer verdaulichen Bestandteilen für das Tier erleichtert wird. Die Enzym-Zugabe zum Tierfuttermit- tel erweist sich hierbei als ein wirkungsvolles Mittel, um Futtermittel in unkonventioneller und preiswerter Zubereitung zu entwickeln, die eine optimale Ausnutzung der im Futtermittel enthaltenen Nährstoffe gewährleisten. Damit wird es möglich, preiswerte Rohmaterialien wie Getreide, Bohnen oder andere Samen in optimaler Weise für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Futtermittelkomponenten, die insbesondere auch für Jungtiere geeignet sind, zu verwenden. Für die Anwendung von Enzymen in Tierfuttermitteln steht eine umfangreiche Anzahl von Enzymen zur Verfugung, die spezielle Enzymaktivitaten zum Aboau von speziellen Futtermittelbestandteilen wie z.B. Glukane, Starke, Proteine, pektmahnliche Polysaccharide, Phytinsaure,

Galactomannane, Galactoarabane, Polygalacturone, Raffmose, Stachyose, Hemicellulose, Cellulose, Pentosane und andere Nahr- bestandteile aufweisen. Tierfuttermittel liegen häufig als Granulate, d.h. als gröbere oder kornige Haufwerke vor, der Tierfuttermittel-Fachmann spricht dann oft von "Futtermittel- Pellets", auch wenn die Form der Granulat-Teilchen nicht im eigentlichen Sinne des Wortes "Pellet" (kugelförmiges Teilchen) ausgerundet ist Die Enzyme können hierbei dem Futtermittel, einer Vormischung desselben oder auch einem Vermischungs- bestandteil zugemischt oder aber in Granulate dieser Bestand¬ teile eingearbeitet werden. Granulierte Enzym-Produkte können sehr leicht mit den Futtermittelkomponenten vermischt werden, soweit diese Enzym-Granulate auf gewöhnlichen Futtermittelkom¬ ponenten basieren, wie z.B. Weizen oder Sojaflocken. Im Stand der Technik sind auch Verfahren bekannt, die geloste Enzyme auf Futtermittelteilchen in einem Fließbett, in einem bewegten oder gerührten Bett aufsprühen und nachfolgend gegebenenfalls trock¬ nen. Nachteilig ist hierbei, daß oftmals eine unerwünschte Verkeimung des Futtermittels beobachtet wird. Weiterhin kann es erwünscht sein, die Enzyme direkt in die Teilchen eines Tier¬ futtermittel-Granulates einzuarbeiten, um eine möglichst inten¬ sive und homogene Vermischung des Enzyms in den Teilchen des Tierfuttermittel-Granulates selbst zu erzielen. Bei der Her¬ stellung eines solchen Futtermittel-Granulates werden daher die gewünschten Bestandteile des Tierfuttermittels mit einer Enzym¬ zubereitung gemischt, die Mischung nachfolgend durch Bedusen mit Dampf konditioniert und anschließend daraus über Extrusion Strangschnittlmge erzeugt. Bei der Herstellung solcher Tier¬ futtermittel-Granulate werden die zugesetzten Enzyme jedoch einer hohen Temperaturbeanspruchung und einer hohen Druckbean- spruchung und Reibungs- und Scherkräften ausgesetzt. Dadurch wird die ursprungliche Enzymaktivitat oftmals nicht nur sehr beeinträchtigt, sondern geht oftmals sogar vollständig ver¬ loren.

Es bestand daher die Aufgabe, eine geeignete Verfahrens¬ weise zur Formulierung von Futtermittelenzymen bereitzustellen,

um die vorstehenden Nachteile zu beheben und um es zu ermög ^¬ lichen, die Enzyme ohne wesentliche Aktivitatsverluste in die Teilchen eines Tierfuttermittel-Granulates homogen einzuarbei¬ ten

Die Aufgabe wird gelost durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren sowie durch die nach diesen Verfahren hergestellten aktivitatsstabilen Enzym-Vorgranulte gemäß Anspruch 16 sowie die im Anspruch 18 angegebene Verwendung Zweckmäßige Ausge¬ staltungen des erfindungsgemaßen Verfahrens sind in den Unter- anspruchen 2 bis 15 und im Hinblick auf das erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulat im Unteranspruch 17 wiedergegeben.

Demgemäß wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Her¬ stellung eines aktivitatsstabilen Enzym-Vorgranulates bereitge¬ stellt, welches zur Einarbeitung in die Teilchen eines Tier¬ futtermittel-Granulates dient, wobei sich das erfindungsgemaße Verfahren dadurch auszeichnet, daß man zunächst eine Feucht- granulat herstellt, indem man

0,01 bis 20 Gew. -Teile Enzym oder Enzymgemisch (berechnet als Trockensubstanzgehalt des eingesetzten Enzympraparates) , 80 bis 99,99 Gew -Teile (inklusive Feuchtegehalt) einer organi ^¬ schen Mehltype mit einem Ausmahlungsgrad von 30 % bis 100 %, wobei die Mehltype durch Ausmahlen einer, gegebenenfalls zuvor gewaschenen und/oder gereinigten, mit trockenem Heißdampf be¬ handelten Mehlquelle gewonnen wurde, und wobei sich die Gew -Teile des Enzyms oder Enzymgemisches und der Mehltype auf 100 Gew -Teile summieren,

gewunschtenfalls bis zu insgesamt 20 Gew -Teile Granulierhilfs- stoffe (berechnet als wasserfreie Granulierhilfsstoffe) ,

unter Verwendung einer berechneten Menge Wasser die zur Ein¬ stellung eines Feuchtegehaltes im Feuchtgranulat von 20 bis 50 Gew -% (bezogen auf die Summe der Bestandteile des Feucht¬ granulates als 100 Gew -%) ausreicht,

in einem Schnellmischer durch intensives Mischen zu einem kle- befreien Feuchtgranulat mit gewünschtem Korngroßenbereich auf¬ baut,

man das derart erhaltene Feuchtgranulat trocknet und nachfol¬ gend gewunschtenfalls noch durch Siebung von Unter- und/oder Uberkorn befreit. Der Begriff "klebefrei" bedeutet hierbei, daß das Feuchtgranulat nicht mehr an den Mischeinrichtungen oder der Mischerwand anhaftet.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich das vorstehende Verfahren dadurch aus, daß man zur Her¬ stellung des Feuchtgranulates

0,01 bis 10 Gew. -Teile Enzym oder Enzymgemisch, vorzugsweise

2 bis 7 Gew -Teile Enzym oder Enzymgemisch,

90 bis 99,99 Gew. -Teile Mehltype, vorzugsweise 93 bis

98 Gew. -Teile Mehltype,

gewunschtenfalls bis zu insgesamt 15 Gew -Teile, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew. -Teile, Granulierhilfsstoffe,

und eine berechnete Menge Wasser einsetzt, die zur Einstellung eines Feuchtegehaltes von 25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 25 bis 35 Gew.-%, im Feuchtgranulat ausreicht.

Gemäß der Erfindung werden organische Mehle (also Mehle aus organischen Grundstoffen) bestimmten Types eingesetzt Die Bezeichnung "organisches Mehl" umfaßt hierbei im Rahmen der Erfindung alle mehr oder weniger zerkleinerten, pulverformigen bis feinkornigen Produkte, die durch Zerkleinern (Mahlen) aus festen organischen Materialien natürlichen Ursprungs (Mehlquel¬ le) gewonnen wurden. Zweckmäßigerweise werden im erfindungs¬ gemaßen Verfahren organische Mehle eingesetzt, die man durch Mahlen von Getreidekornern, Legummosenfruchten und/oder Fruch¬ ten der Familie Malvaceae (z.B. Baumwollsamen) erhalt. Die vorzugsweise im Rahmen der Erfindung als Mehlquelle dienenden

Getreide sind insbesondere Weizen oder Roggen, aoer auch Ger¬ ste, Hafer, Reis und Mais sowie Sorghum und andere Hirse-Arten können eingesetzt werden. Obwohl Buchweizen an sich nicht zu den Getreidearten gehört (Knoterichgewachs) , können dessen bucheckerahnliche Mehlfruchte ebenfalls im Rahmen der Erfindung als Mehlquelle eingesetzt werden, dies gilt insbesondere im Hinblick für Tierfuttermittel-Granulate für Geflügel, jedoch ist bei der Herstellung von Tierfuttermittel-Granulaten für Weidevieh wegen des Gehaltes an photosensibilisierendem Fagopy- rin gegebenenfalls Vorsicht geboten, soweit eine Verfutterung an überwiegend weiß behaartes Vieh beabsichtigt ist In einer anderen bevorzugten Variante der Erfindung dienen Leguminosen- fruchte als Mehlquelle. Unter Leguminosen werden hier die zu den Fruchtgemusen gehörenden, pflanzlichen Nahrungsmittel (Hül¬ senfrüchte) verstanden Als Mehlquelle im Rahmen der Erfindung kommen daher die Fruchte der Leguminosen-Arten wie Pisum (Erb¬ sen) , Cajamus (Ξtraucherbse) , Cicer (Kichererbse) , Lens (Lin¬ sen) , Phaseolus (Bohnen) , Vigna (Kuhbohnen) , Dolchius (Helmboh¬ nen) , Cassavalia (Schwertbohnen), Vicia (Pferdebohnen oder Wicken); Peluschken, Arachis (Erdnüsse) , Lupinen, Luzerne, Sojabohnen sowie Limabohnen und ggf andere Hülsenfrüchte und auch Malvaceae-Fruchte (z.B. der Gattung Gossipium, Baumwolle) in Betracht. Bevorzugt sind Sojabohnen.

Von ölhaltigen Fruchten der vorstehenden Arten können sowohl entölte, teilentolte als auch ölhaltige Fruchte zur Gewinnung des erfindungsgemaß verwendeten Mehls eingesetzt werden; bevorzugt sind hierfür teilentolte Fruchte, insbesonde¬ re teilentolte Leguminosen-Früchte, z.B. teilentolte Sojaboh¬ nen.

Die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Mehle sind je nach den angewandten Mahlverfahren und dem dabei jeweils er¬ zielten Ausmahlungsgrad feine Pulver von gelblich weißer bis grau-dunkler Farbe (helle bzw dunkle Mehle) oder gegebenen¬ falls noch mehr oder weniger kornige (Schrot, Grieß, Feingrieß) oder weiß-gelblichbraun-melierte Erzeugnisse Die erfmdungs-

gemäß eingesetzten organischen Mehltypen weisen gewöhnlich einen Feuchtegehalt bis zu etwa 15 Gew.-% (z.B. einen Feuchte¬ gehalt von 7 bis 15 Gew.-%) auf, der bei der Berechnung des prozentualen Feuchtegehaltes des erfindungsgemaß im Schnell- mischer hergestellten Feuchtgranulates zu berücksichtigen ist. Üblicherweise werden in der Erfindung solche Getreidemehle eingesetzt, die einen Feuchtegehalt von etwa 10 bis 15 Gew.-%, insbesondere 13 bis 15 Gew.-% aufweisen; die Mehle aus Legumi- nosenfruchten bzw. Fruchten der Familie Malvaceae weisen übli¬ cherweise einen Feuchtegehalt von etwa 9 (+/- 2) Gew.-% auf

Weitere wichtigte Kriterien zur Charakterisierung des erfindungsmaßig eingesetzten Mehltyps sind der Ausmahlungsgrad und die sogenannte Mehltype; diese Kriterien korrelieren derart miteinander, daß mit zunehmendem Ausmahlungsgrad auch die Kenn¬ zahl der Mehltype zunimmt (d.h. des Zerklemerungsgrades bzw der Feinheit des Mehls) . Der Ausmahlungsgrad entspricht der Gewichtsmenge des gewonnenen Mehls bezogen auf 100 Gewichts- teile des eingesetzten Mahlgutes (im Rahmen der Erfindung also des eingesetztes Getreides bzw. der Legummosenfruchte) , er ist also eine prozentuale Mehlausbeute. Beim Mahlen des Mehls fallt in der Hauptsache zunächst reines, feinstes Mehl, z.B. aus dem Inneren des Getreidekorns, an und beim weiteren Vermählen, also z.B. mit steigendem Ausmahlungsgrad, nimmt der Anteil an Roh¬ faser- und Schalengehalt im Mehl zu; der Starkeanteil wird dabei geringer. Der Ausmahlungsgrad spiegelt sich daher auch in der sogenannten "Mehltype" wider, die als Zahlenangabe zur Klassifizierung von Mehlen - msoesondere von Getreidemehlen - verwendet wird und die auf dem Aschegehalt des Mehles Deruht (sogenannte Ascneskala) Die Mehltype bzw. die Typenzahl gibt hiemei die Menge Asche (Mineralstoffe) in mg an, die beim Verbrennen von 100 g Mehltrockensubstanz zurück bleibt. Am Beispiel von Getreidemehlen kann die Typzahl wie folgt verdeut¬ licht werden: Je hoher die Typzahl, desto αunkler ist das Mehl und desto hoher ist der Ausmahlungsgrad, da der Kern des Ge¬ treidekorns m etwa nur 0,4 Gew.-%, die Schale dagegen etwa rund 5 Gew.-% Asche enthalt. Ein Weizenmehl der Type 405 ent-

hält so z.B. im Durchschnitt 0,405 Gew.-% Asche. Bei niederem Ausmahlungsgrad bestehen die Getreidemehle dagegen überwiegend aus dem zerkleinerten Mehlkorper, d.h. dem Starkebestandteil der Getreidekorner,• bei höherem Ausmahlungsgrad enthalten die Getreidemehle auch die zerkleinerte, eiweißhaltige Aleuron- schicht der Getreidekorner, bei Schrot auch die Bestandteile des eiweiß- und fetthaltigen Keimlings sowie der rohfaser- und aschehaltigen Samenschalen.

Der Ausmahlungsgrad des erfindungsgemaß eingesetzten Mehls betragt 30 % bis 100 %. Der Ausmahlungsgrad 30 % entspricht einem feinsten Mehl, der Ausmahlungsgrad 100 % einem Vollkorn¬ mehl. In zweckmäßigen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahren zeichnet sich dieses dadurch aus, daß der Ausmahlungsgrad der Mehltype 50 % bis 100 %, vorzugsweise 70 % bis 100 % betragt.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Mehl zeich¬ net sich dadurch aus, daß es aus einer Mehlquelle gewonnen wur¬ de, die vor dem Vermählen einer Behandlung mit trockenem Hei߬ dampf mit einer Temperatur von insbesondere 100 bis etwa 110 °C unter annähernd Normaldruck bis geringem Überdruck (z.B. 0,8 bis 1,2 bar Überdruck) und einer Behandlungsdauer (Verweildauer m der nachfolgend beschriebenen Heißdampfbehandlungsvorrich- tung) von bis zu etwa 1 Stunde unterworfen wurde. Trockener Heißdampf ist ein überhitzter und ungesättigter Wasserdampf, der in konventioneller Weise durch Überhitzung und Trennung von eventuellem Wasserkondensat oder durch Entspannen von Dampf von hohem Druck erzeugt werden kann. Die Heißdampfbehandlung der Mehlquelle kann z.B unter Verwendung eines sich nach unten verbreiternden, konischen Bunkers erfolgen, der mit einer oder mehreren Ringdüsen bzw. Dampflanzen für die Einleitung des trockenen Heißdampfes ausgestattet ist. Der Bunker kann im kontinuierlichen Betrieb mit der Mehlquelle, z.3. über Forder¬ schnecken beschichtet und über beheizte Förderschnecken ent¬ leert werden. Die Heißdampf-behandelte Mehlqueile wird nach¬ folgend, z.B. in einem nachgeschalteten Fließbett-Trockner, auf einen konstanten Wassergehalt von höchstens 15 Gew.-% konditio-

niert und in einem weiteren Fließbett-Trockner für die nachfol¬ gende Mahlung abgekühlt. Die behandelte, abgekühlte Mehlquelle wird danach kontinuierlich einer Vermahlmaschme zugeführt und zu einer Korngrößenverteilung mit Hauptanteil der Korngroßen im Bereich von 500 bis 50 μm ausgemahlen, vorzugsweise überschrei¬ tet der Anteil der Teilchen mit Korngroßen von kleiner 50 μm im ausgemahlenen Mehl 35 Gew -% nicht und der Anteil von Teilchen mit Korngroßen von 300 bis 500 μm überschreitet darin 10 Gew -% nicht Bei einer zweckmäßigen Korngrößenverteilung betragt der Anteil von Teilchen _> 300 μm höchstens 5 Gew -%, von Teilchen im Bereich 300 μm bis 50 μm 65 bis 80 Gew -% und von Teilchen unter 50 μm höchstens 30 Gew -%

Das Mischen und Granulieren der Bestandteile kann im er¬ findungsgemaßen Verfahren in einem satzweise arbeitenden Schnellmischer, z.B Typ Pflugscharmischer, oder in einem kon¬ tinuierlich arbeitenden Schnellmischer, z.B des Typs Schugi Flexomix (Fabrikat der Firma Schugi Process Engineers in Lely- stadt/NL) , erfolgen. Hierbei wird ein klebfreies Feuchtgranulat erhalten, indem man Wasser, ggf über eine Enzymlosung oder mit einem eventuell zugesetzten Granulierhilfsmittel, kontinuier¬ lich m Abhängigkeit der Zufuhr der festen Hauptbestandteile so zudosiert, daß der Feuchtegehalt im Feuchtgranulat (also vor dem Trocknen) am Auslauf des Mischers im allgemeinen 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.-% und insbesondere 25 bis 35 Gew.-%, betragt. Im erfindungsgemaßen Verfahren wird ein Feuchtgranulat mit einem Korngroßenbereich von 50 bis 800 μm, vorzugsweise 100 bis 800 μm, insbesondere von 100 bis 500 μm, aufgebaut. Die Mischzeit im Schnellmischer, bzw bei kontinu¬ ierlicher Arbeitsweise die mittlere Verweildauer, betragt beim erfindungsgemaßen Verfahren in der Regel bis zu maximal 15 Minuten; der Fachmann kann hierbei die Mischzeit bzw. Verweil¬ dauer an die erwünschten Eigenschaften des Feuchtgranulates (z 3 Klebfreiheit, Korngroßen) bzw den jeweiligen Mischer anpassen. Als zweckmäßige Misch- bzw Verweilzeiten bei satz¬ weiser Granulation haben sich Zeiträume von etwa 2 Minuten bis 10 Minuten, insbesondere 3 bis 8 Minuten als ausreichend erwie-

sen. Bei kontinuierlicher Aroeitsweise sind auch wesentlich kürzere mittlere Verweilzelten im Mischer ausreichend; so ge¬ nügt bei kontinuierlicher Arbeitsweise im Schnellmischer des Typs Schugi Flexomix die von der Apparategroße und vom Mengen¬ strom abhangige mittlere Verweildauer nur im Bereich einiger Sekunden, z.B. bis 30 Sekunden, insbesondere 1 bis 10 Sekunden. Im Anschluß an die Granulierung wird das Feuchtgranulat einer konventionellen, enzymschonenden Trocknung, z.B. in einem Fließbett-Trockner, unterworfen und zu einem Granulat mit einem gewünschten Feuchtegehalt, insbesondere einem Feuchtgehalt von 3 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 9 Gew -% getrocknet. Nach dem Trocknen kann das Enzym-Vorgranulat noch in an sich übli¬ cher Weise mit einem Lack oder einer Beschichtung überzogen werden. Die Beschichtung bzw. der Lack kann ein weiteres Enzym enthalten oder aber zur Färbung des Granulates dienen, bzw. auch eine Retardierung der Freisetzung des Enzyms oder Enzymge¬ misches, z.B. auch pH-abhangig gesteuerte Freisetzung in unter¬ schiedlichen Magen-Darm-Bereichen, bewirken. Der Lack bzw. die Beschichtung kann hierbei sowohl kontinuierlich als auch satz¬ weise auf das Enzym-Vorgranulat aufgebracht werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können an sich alle Enzyme eingesetzt werden, die auf die Verwertbarkeit bzw. Verdaubar- keit von Nahrbestandteilen in Tierfuttermitteln einen günstigen Einfluß ausüben. Das Enzym kann hierbei ein isoliertes, reines Enzym (d.h. ohne Nebenaktivitaten) oder ein Gemisch von Enzymen sein. Ein Enzymgemisch kann aus reinen Enzymen ohne Nebenakti¬ vitaten zusammengestellt werden oder aber in einfacher Weise gleich in Form eines prozeßbedingt bei der Enzymgewinnung aus Mikroorganismen anfallenden Enzymgemisches erhalten werden, solche prozeßbedingt in Abhängigkeit vom Mikroorganismus an¬ fallenden Enzymgemische umfassen in der Regel neben einem Haup¬ tenzym verschiedene Begleitenzyme (sog. Nebenaktivitaten) , die in der Regel eine gunstige synergistiscne Nebenwirkung entfal¬ ten. Das Enzym oder Enzymgemisch kann somit allgemein eine Hy- drolase, vorzugsweise aus der Gruppe der Carbohydrasen, Pro- teasen, Lipasen und Esterasen, oder eine Oxmitrilase, Tannase,

Chitinase, Keratinase, Oxidase oder ein Gemisch dieser Enzyme sein. Die Carbohydrasen für das erfindungsgemaße Verfahren sind z. B. ausgewählt aus Beta-Glucanasen, Cellulasen, Amylasen, Pentosanasen (z.B. Endopentosanasen) , Pectmasen, Xylanasen. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Futtermittelenzyme, z.B. Arabanasen, Hemicellulasen, Galactomannasen, Polygalactu- ronasen, Phytasen, Glucoamylasen, ß-Galactosidasen, Pullulana- sen, Drιselase ^R und andere wie Lysozym oder Muramidasen einge¬ setzt werden. Werden Oxidasen eingesetzt, so können diese Glu- coseoxidasen oder Peroxidasen sein. Der Anteil (die Menge) des eingebrachten Enzyms hangt hierbei von der individuellen, spe¬ zifischen Enzymaktivität und der gewünschten Aktivität im fer¬ tigen Enzym-Vorgranulat ab. Beispielsweise besitzt Pentosanase in der Regel eine hohe spezifische Aktivität und kann schon in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gew. -Teilen eine ausreichende Enzym- aktivitat im fertigen Enzym-Vorgranulat sicherstellen. Zur Herstellung der Enzyme bzw. Enzymgemische kommen allgemein Bakterien, speziell aus der Gattung Pseudomonas oder Bacillus, oder Fungi, speziell aus der Gattung Aspergillus, Trichoderma, Rhizopus, Penicillium, Irpex zum Einsatz. Es ist auch möglich, gewunschtenfalls die Strukturgene der Enzyme in geeignete Stam¬ me von Mikroorganismen zu klonieren und zu exprimieren. Hierzu ist an sich jeder Mikroorganismus geeignet, der die zu klonie- rende DNA für das Enzym plasmidisch (episomal) oder genomisch (chromosomal) aufnimmt und die entsprechenden Funktionen aus¬ üben kann.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Enzym oder Enzymgemisch kann in Form eines Pulvers oder einer wäßrigen Losung des Enzyms oder Enzymgemisches verwendet werden. Zweck- maßige Enzyme bzw. Enzymgemische sind hierbei Enzympraparate, wie sie üblicherweise bei der industriellen Herstellung an¬ fallen. Solche Enzympraparate enthalten in der Regel nicht nur ein einziges Enzym oder ein Gemisch von Enzymen, sondern noch andere herstellungsbedingte Begleitstoffe in untergeordneten Mengen. Ein Beispiel für solche Begleitstoffe sind z.B. Salze, die zur Präzipitation des Enzyms aus der Mutterlauge, wie diese

nach Abtrennung der Biomasse aus einer Fermentationsbruhe er¬ halten wird, zugesetzt werden und bei der Prazipitation teil¬ weise vom Enzym-Prazipitat eingeschlossen werden können. Die Enzyme oder Enzymgemische können ferner übliche Enzymstabilisa¬ toren und übliche Stell- und Konservierungsmittel als weitere Begleitstoffe enthalten. Beispiele für solche Begleitstoffe sind Alkohole, Glykole, Glykolether, wie l-Methyloxy-2-propan- ol, Isopropanol, Butyldiglykol, Natriumbenzoat, Calciumsalze, Glukose, Parabene, Kalium- und Natriumsorbat, Kochsalz. Werden wäßrige Lösungen des Enzyms oder Enzymgemisches eingesetzt, so können diese durch nachtragliches Losen von Enzym- bzw. Enzym¬ gemisch-Pulvern zubereitet werden; oder es können in einer anderen Variante auch direkt die Mutterlaugen, wie diese nach Abtrennung der Biomasse aus der Fermentationslosung anfallen, gegebenenfalls nach Aufkonzentrierung oder Verdünnung verwendet werden. Auch solche wäßrigen Lösungen der Enzyme bzw. Enzymge¬ mische enthalten in der Regel noch einen geringen Anteil her¬ stellungsbedingter Begleitstoffe neben der eigentlichen Enzym¬ aktivitat bzw. neben den verschiedenen Enzymaktivitäten bei Enzymgemischen. Enzymgemische können einerseits direkt durch Fermentation erhalten werden, wobei dann die jeweils üblicher¬ weise durch den eingesetzten Mikroorganismus gebildeten Enzyme m natürlichen Mengenverhältnissen miteinander vermischt vor¬ liegen. Enzymgemische können andererseits jedoch auch durch einfaches Mischen von handelsüblichen Einzelenzymen hergestellt werden.

Als Granulierhilfsstoffe können im erfindungsgemäßen Ver¬ fahren enzymvertragliche und ernahrungsphysiolgisch unbedenk¬ liche Bindemittel, Füllstoffe und/oder organische Losungsmittel eingesetzt werden. Zweckmäßige Bindemittel sind insbesondere abgebaute losliche Starke und/oder Weizenkleber.

In einer besonderen Ausfύhrungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in pulvriger Form vorgemischt vorliegen¬ den Bestandteile für das Enzym-Vorgranulat ("Vormischung") satzweise oder kontinuierlich dem Schnellmischer zugeführt und

dort ebenfalls satzweise oder kontinuierlich eine zur Einstel¬ lung des Feuchtegehaltes geeignete Menge Wasser oder eine wä߬ rige Losung, ggf mit darin gelösten Granulierhilfsstoffen (z.B Bindemittel) und/oder darin gelöstem Enzym oder Enzymge¬ misch, zudosiert und dann das Enzym-Feuchtgranulat durch inten¬ sives Mischen gebildet und nach vorgegebener Verweildauer aus dem Schnellmischer entnommen bzw kontinuierlich abgezogen.

Die Erfindung betrifft auch die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Enzym-Vorgranulate, die sich m beson¬ derer Weise zur Einarbeitung in die Teilchen eines Tierfutter¬ mittel-Granulates eignen Solche erfindungsgemaßen Enzymgranu¬ late sind insbesondere weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

0,08 bis 22 Gew.-% (Trockensubstanz) Enzym oder Enzymgemisch, 55 bis 96,92 Gew.-% (Trockensubstanz ohne Feuchte) einer Mehl¬ type mit einem Ausmahlungsgrad von 30 % bis 100 %, wobei die Mehlytype durch Ausmahlen einer , gegebenenfalls zuvor gewa¬ schenen und/oder gereinigten, mit trockenem Heißdampf behandel¬ ten Mehlquelle gewonnen wurde,

gegebenenfalls bis zu insgesamt 18,5 Gew -% Granulierhilfsstof- fe (als wasserfreie Substanz berechnet) , und

3 bis 12 Gew.-% Feuchte bestehen, wobei die Summe der Bestandteile aus Enzym oder Enzymgemisch, Mehl-Trockensubstanz Feuchte und gegebenenfalls Granulierhilfs- stoff 100 Gew.-% betragt.

Zweckmäßige erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulate bestehen aus

0,08 bis II Gew -% (Trockensubstanz) Enzym oder Enzymgemisch, 66 bis 96,92 Gew -% (Trockensubstanz ohne Feuchte) einer Mehl¬ type mit einem Ausmahlungsgrad von 30 % bis 100 %, wobei die Mehlytype durch Ausmahlen mit trockenem Heißdampf behandelten

Mehlquelle gewonnen wurde,

gegebenenfalls bis zu insgesamt 14,5 Gew -% Granulierhilfsstof- fe (als wasserfreie Substanz berechnet) ,

3 bis 12 Gew -% Feuchte, wobei die Summe der Bestandteile aus Enzym oder Enzymgemisch, Mehl-Trockensubstanz Feuchte und gege¬ benenfalls Granulierhilfsstoff 100 Gew -% betragt.

Besonders bevorzugte erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulate bestehen aus

1,9 bis 7,8 Gew -% (Trockensubstanz) Enzym oder Enzymgemisch, 76 bis 94,6 Gew -% (Trockensubstanz ohne Feuchte) einer Mehl¬ type mit einem Ausmahlungsgrad von 30 % bis 100 %, wobei die Mehlytype durch Ausmahlen mit trockenem Heißdampf behandelten Mehlquelle gewonnen wurde,

insgesamt 0,5 bis 5,4 Gew.-% Granulierhilfsstoffe (als wasser¬ freie Substanz berechnet) ,

3 bis 12 Gew.-% Feuchte, wobei die Summe der Bestandteile aus Enzym oder Enzymgemisch, Mehl-Trockensubstanz Feuchte und gege¬ benenfalls Granulierhilfsstoff 100 Gew -% betragt.

Durch das erfindungsgemaße Verfahren werden vorteilhafte, aktivitatsstabile Enzym-Vorgranulate zur Einarbeitung in die Teilchen eines Tierfuttermittel-Granulates bereitgestellt Das derart bereitgestellte erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulat weist im Hinblick auf die Weiterverarbeitung, d h im Hinblick auf die Einarbeitung in die Teilchen des Tierfuttermittel-Granula¬ tes verschiedene Vorteile auf. Zum einen weist das erfindungs¬ gemaße Enzym-Vorgranulat eine außergewöhnliche ThermostabilI- tat, Druckstabilitat und Fπktionsstabilitat auf. Dadurch ge¬ lingt es, das Enzym-Vorgranulat in die Teilchen eines Tierfut¬ termittel-Granulates im Rahmen üblicher Extrusionsverfahren einzuarbeiten, ohne daß bei den Schritten der Konditionierung

(Bedusen mit heißem Dampf) und nachfolgender Extrusion (Druck- und Friktionsbeanspruchung) zur Herstellung von Strangschnitt- lingen wesentliche Aktivitatsverluste auftreten. Durch das erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulat werden die Enzyme daher in einer Form zur Verfugung gestellt, die es ihnen ermöglicht, die hohe Beanspruchung in den Verfahrensschritten Konditionierung und Extrusion bei der Tierfuttermittel-Granulat-Herstellung zu überstehen. Die Erfindung betrifft daher weiterhin die Verwen¬ dung der erfindungsgemäß hergestellten Enzymvorgranulate zur Herstellung von Tierfuttermittel-Granulaten, insbesondere zur Herstellung von solchen Tierfuttermittel-Granulaten, bei denen das Enzym möglichst homogen und geschützt gegen Inaktivierung durch Extrusionsverfahren in die Teilchen des Tierfuttermittel- Granulates (d.h. sogenannte Tierfuttermittel-"Pellets" ) einge ^¬ arbeitet werden sollen.

Neben der guten Belastbarkeit bei der Herstellung von Tierfuttermittel-Granulaten (Thermo-, Druck- und Friktionssta- bilitat) weist das erfindungsgemäße Enzym-Vorgranulat eine Reihe weiterer gunstiger Eigenschaften auf. So zeigen die er ^¬ findungsgemäßen Enzym-Vorgranulate eine hervorragende Lagersta- bilitat und weisen insbesondere eine allenfalls vernachlassig- bare, außerordentlich geringe Keimbelastung auf. Sie sind frei¬ fließend und zeigen daher eine gute Riesel- und Dosierfahig- keit. Darüber hinaus weisen sie nach den in der Futtermittel¬ industrie üblichem Testverfahren keine Verbackungsneigung auf. Im Hinblick auf die in der Futtermittelindustrie üblichen Testverfahren zur Staubbestimmung wird auch keine Neigung zur Staubbildung beobachtet. Das erfindungsgemaße Enzym-Vorgranulat besitzt weiterhin eine vorteilhafte Komgroßenemstellung, wo¬ durch insbesondere auch eine gunstige Emmischbarkeit und Ein- arbeitbarkeit in die Rezepturbestandteile von Tierfuttermittel- Granulaten gewährleistet wird; die erfindungsgemaßen Enzym- Vorgranulat-Teiichen zeigen dabei keine Neigung zur Entmischung und können daher gut im Extrusionsverfahren mit den Futtermit- telbestandteilen gemischt und gut im Futtermittel-Granulat eingearbeitet (dispergiert) werden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorstehende Erfin¬ dung näher erläutern, ohne diese jedoch in ihrem Umfange einzu¬ schränken.

Beispiel 1

Mehlgewinnung (Heißdampfbehandlung und Ausmahlen)

Die Heißdampfbehandlung der Mehlquellen (ganze Getreidekörner oder Leguminosenfrüchte) erfolgte in einer Entkeimungsanlage mit folgendem Aufbau:

dampfbeheizte Vorwarmschnecke, Temperatur ca 40 bis 50 °C; wärmeisolierter und kontinuierlich arbeitender Bedämpfer (vertikal stehender konischer Zylinder mit Höhe 5 m; Durch¬ messer oben ca. 40 cm, unten ca. 60 cm; Temperatur ca. 100 bis 110 °C) ; drei Dampf-Ringdüsen im oberen Bereich des Bedämpfers und im unteren Bereich drei vertikal angeordnete Dampflanzen; dampfbeheizte AustragsSchnecke; ein nachgeschalteter Fließbett-Trockner und ein sich daran anschließender Fließbett-Kühler.

Die Getreide- oder Leguminosenkörner wurden kontinuierlich mittels der dampfbeheizten Vorwärmschnecke in den konischen Bedämpfer gefördert. Dort erfolgte über die drei Ringdüsen und drei Dampflanzen die Beaufschlagung mit trockenem Heißdampf (von 8 bar auf 0,8 bar Überdruck reduziert) . Die Guttemperatur im Bedämpfer betrug ca. 100 °C, die Verweilzeit ca. 40 Minuten. Der Austrag der behandelten Getreide- oder Legummosenkόrner erfolgte über eine dampfbeheizte Schnecke, durch die das behan¬ delte Gut zur Entfernung von Dampf und gegebenenfalls bei der Behandlung gebildeten Kondensates in einen Fließbett-Trockner überführt wurde. Nach Abkühlung m einem sich anschließenden Kühlfließbett erfolgte die Vermahlung der behandelten Getreide¬ oder Leguminosenkόrner in an sich klassischer Weise bis zum gewünschten Ausmahlungsgrad.

Die nach Heißdampf-Behandlung erhaltenen Mehle wiesen folgende durchschnittliche Eigenschaften auf. Feuchtigkeit ca. 10 bis 15 Gew -% (+/- 2 Gew.-%), Gesamtkeimzahl unter 100/g,

25 g Proben waren in Bezug auf E.Coli, Salmonella, Pseudomonas aerugmosa negativ, ebenso konnte Hefe und Schimmel nicht nach¬ gewiesen werden

Die erfindungsgemaß heißdampfbehandelten Mehle wiesen somit eine hervorragende mikrobiologische Reinheit auf. Diese hohe mikrobilogische Reinheit wurde auch bei hohen Ausmahlungsgraden (hoher Schalenanteil im Mehl) eingehalten Die erfindungsgemaß behandelten Mehle eigneten sich hervorragend für die nachfol¬ gende Granulierung von Futtermittelenzymen unter milden Bedin¬ gungen insbesondere unter Bedingungen ohne thermische Behand¬ lung bzw. thermische Keimzahlreduzierung

Beispiel 2

Herstellung erfmdungsgemäßer Enzym-Vorgranulate

Zur Herstellung erfindungsgemaßer Enzym-Vorgranulate für die Einarbeitung in Futtermittel-Granulate wurden Enzympraprate und gemäß Beispiel 1 erhaltene Getreide- und/oder Leguminosenmehle durch Agglomeration einer puverformigen Ausgangsmischung unter Zusatz von Granulierflussigkeit hergestellt. Die pulverformige Ausgangsmischung aus Enzympraparat und Getreide- bzw. Legumino¬ senmehl wurde in einem kontinuierlich arbeitenden Schnellmi- scher/Agglomerator vom Typ Flexomix (der Firma Schugi) unter Emspruhen der Granulierflussigkeit intensiv durchmischt und das entstandene Granulat anschließend in einem kontinuierlichen Fließbett-Trockner getrocknet. Unterkorn (< 100 μm) wurde im Fließbett-Trockner ausgeblasen (Windsichtung) , Uberkorn (> 800 μm) wurde angesiebt und gemahlen Das Fehlkorn wurde vollständig in das Granulierverfahren recyciiert.

Als Enzympraparat wurden jeweils ein handelsübliches Pentosana- se-Praparat und Cellulase-Praparat eingesetzt Bei beiden En¬ zym-Präparaten handelt es sich um sogenannte Enzymkonzentrat- Pulver

"natürliche", d.h. aus dem Herstellungsprozeß stammende, Haupt- und Begleitenzyme

Enzymaktivitatseinheiten nach festgelegten Standard-Bestimmungsmethoden

Als Mehl wurde in diesem Beispiel Weizenvollkornmehl mit einem Ausmahlungsgrad von 100 % eingesetzt. Die Spezifikation der Korngrößenverteilung des eingesetzten Weizenvollkornmehls (Messung mittels Labor-Luftstrahlsieo Alpine A 200 LS) war wie folgt (durchschnittliche Werte)

Für die Granulation erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Feinanteil (< 50 μm) des eingesetzten Mehles möglichst gering (z.B. insbesondere unter 30 Gew.-%) gehalten wird.

Die im Granulationsverfahren eingesetzte pulverformige Aus- gangsmischung aus Enzympräparat und Mehl bestand aus 95 Ge- wichtsanteilen Weizenvollkornmehl als Trager und 5 Gewichts¬ anteilen Enzymkonzentratpulver. Die pulverformige Ausgangsmi¬ schung wurde mit einer wäßrigen Spruhlosung, enthaltend 4 Gew.-% geloste modifizierte Starke, agglomeriert. Weitere beispielhafte Verfahrensbedingungen ergeben sich aus Tabelle I, die Produkteigenschaften der dabei erfindungsgemaß erhaltenen Enzym-Vorgranulate für die Einarbeitung in Tierfuttermittel- Granulate ergeben sich aus Tabelle II.

Es wurden unter minimalen Massenverlusten (< 3 Gew.-%) Enzym- Vorgranulate mit hervorragender mikrobiologischer Qualität spezifikationsgerecht hinsichtlich Korngrößenverteilung und Aktivität mit sehr guten tecnnologischen Granulateigenschaften hergestellt.

Tabelle I: Verfahrensbedingungen zur Herstellung eines erfindungsgemaßen Enzym-Vorgranulates

*rpm = Umdrehung pro Minute (=UpM)

Tabelle II: Produkteigenschaften erf mdungsgemaßer Enzymvorgranulate

Kriterien bzgl technologischer Granuliereigenschaf ten (Messung nach Standard-Methoden)

Staubzahl 0-2 Fließfaktor >10 Verbackungstest <5- staubfrei frei fließend geringe Verbackungsneigung

EPU = Aktivität, die eine relative Fluiditatsanderung von 1 in einer Minute in einem definierten Haf erscnalendextran ergibt

CU = Aktivität, die eine relative Fluiditatsanderung von 1 in

5 Minuten in einem Carboxymethylcellulose-Substrat ergibt.

Beispiel 3

Einarbeitung des Enzym-Vorgranulates in Teilchen eines Tierfut¬ termittel-Granulates (Tierfuttermittel-Pellets)

Die im Beispiel 2 erfindungsgemäß hergestellten Enzym-Vorgranu¬ late wurden in einer Granulieranlage ("Pelletier"-Anlage) an¬ wendungsnah in eine Futtermittelvormischung eingemischt, thermisch konditioniert und anschließend im Extrusionsverfahren granuliert ("pelletiert") .

Die eingesetzte, typische Anlage zur Mischfutterpelletierung umfaßte einen Vormischer zur Mischung der festen Komponenten, einem Dosierbehälter, einen Kurzzeitkonditioneur zur Einstel¬ lung von ca. 3 % Sattdampf (Produkttemperatur 60 bis 70 °C), eine Pelletierpresse (Produkttemperatur 65 bis 80 °C) und ein Abkühlsieb.

Die Zusammensetzung der Futtermittel-Vormischungen, in die die erfindungsgemäßen Enzym-Vorgranulate (mit Pentosanase oder Cel- lulase) eingearbeitet wurden, ist in Tabelle III angegeben. Die Meß- und Analysendaten der Pelletierversuche mit der gegebenen Futtermittel-Vormischung und erfindungsgemäßem Vorgranulat sind in Tabelle IV wiedergegeben. Bei dem angegebenen Temperaturpro¬ fil mit einem Maximum von 73 °C bei Pentosanase-Vorgranulat und 81 °C bei Cellulase-Vorgranulat erkennt man sehr hohe Restakti- vitäten nach Pelletierung, nämlich von 91% bzw. 94% der einge¬ setzten Enzymaktivität; derartige hohe Enzymaktivitäten werden bei Einsatz von Enzymen gemäß Stand der Technik nicht erhalten (siehe Ergebnisse von Vergleichsversuchen für Enzym-Praparate gemäß Stand der Technik in Tabelle IV) .

Tabelle III: Futtermittelvormischungen für Granulier- bzw. Pelletierversuche mit erfindungsgemäßen Enzym- Vorgranula ten

_T abelle IV: Meß- und Analysendaten der Pelletierversuche mit Pentosanase bzw. Cellulase (jeweils als erfindungsgemäßes Enzym-Vorgranulat) und Enzymen des Standes der Technik

ui

Futtermittel-Granulat mit

EPU = Aktivi _t ät, die eine relative Fluiditatsanderung von 1 in einer Minute in einem d _e finierten Haferschalendextran ergibt.

Beispiel 5

Thermische Stabilität erfindungsgemäßer Enzym-Vorgranulate in einer Tierfuttermittel-Matrix (Modellversuch)

Zum Nachweis der hohen thermischen Stabilität der erfindungs¬ gemäß hergestellten Enzym-Vorgranulate wurde in einem Modell¬ system die thermische Stabilität eines erfindungsgemaßen Enzym- Vorgranulates in einer Matrix aus verschiedenen Tierfuttermit¬ teln überprüft. Hierzu wurde ein erfindungsgemäßes Cellulase- bzw. Pentosanase-Vorgranulat mit Tierfuttermittel für Geflügel (übliche Bestandteile) vermischt. Das Enzym wurde in einer Men¬ ge von 5 Gew -% in die Futtermittel-Mischung eingebracht.

Die Messung wurde wie folgt vorgenommen:

Glasrohrchen (10x1 cm) wurden mit 5 g der Futtermittel-Mischung befüllt und anschließend in einem thermostatiertem Wasserbad jeweils für eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur gehalten. Nach der Temperaturbehandlung wurde das Rohrchen so¬ fort in einem Eiswasserbad abgekühlt. Die restliche Cellulase- aktivitat wurde durch eine kolorimetrische Methode bestimmt, unter Verwendung eines Referenz-Aktivitats-Standards. Dieser Test basierte auf der enzymatischen Hydrolyse der inneren Beta- 1, 4-glykosidιschen Bindungen einer definierten Azuπn-kreuzver- netzten Cellulose. Die wiedergefundene Aktivität in % der ur¬ sprunglich eingesetzten Aktivität ist in Tabelle V für die u- berpruften Enzyme Pentosanase (Tabelle Va) und Cellulase (Ta¬ belle Vb) wiedergegeben. Hierbei erweist sich Cellulase nach einer Behandlung von über einer Stunde bei Temperaturen unter¬ halb 80 °C mit wiedergefundenen Aktivitäten über 95 % als sehr stabil in der Futtermittel-Mischung. Auch Pentosanase erweist sich bei Temperaturen von 83 °C und einer Testdauer von 60 Mi¬ nuten mit 83 % Restaktivitat als sehr temperaturstabil in der Futtermittel-Mischung. Bei sehr kurzen Zeiträumen, z.B. 5 Minu¬ ten, werden noch höhere Restaktivitaten wiedergefunden (z.B. nahezu 100 % bei 95 °C, 5 Minuten) .

Vergleichbare Enzymzubereitungen des Standes der Technik erwei¬ sen sich in den Futtermittel-Zusammensetzungen als wesentlich temperaturempfindlicher .

Tabelle Va : Temperaturstabilität erf indungsgemäßer

Enzym-Vorgranulate in Futtermittel-Matrix : Pentosanase als Enzym

Tabelle Vb : Temperaturstabilität erfindungsgemäßer

Enzym-Vorgranulate in Futtermittel-Matrix : Cellulase als Enzym

Versuch Ze i t Temperatur Restaktivitat Nr . (min ) [ ^β C] ( % 1

1.1 70 100

1.2 70 110

1.3 33 70 98

1.4 33 70 98

1.5 60 70 94

1.6 60 70 103

2.1 78 100

2.2 23 78 97

2.3 42 78 93

3.1 83 100

3.2 83 102

3.3 83 105

3.4 60 83 91

3.5 60 83 86

4.1 87 100

4.2 23 87 88

4.3 42 87 87

5.1 95.5 100

5.2 95.5 96

5.3 95.5 99

5.4 23 95.5 91

5.5 33 95.5 71

5.6 60 95.5 65

Soweit in der vorliegenden Anmeldung auf Enzyrαaktivitaten Bezug genommen wird, erfolgte die Aktivitätsbestimmung für das jeweilige Enzym nach an sich üblichen, dem Fachmann gelaufigen Standardmethoden.