Schleimhäuten von Schlachttieren und die Peptone selbst

Einleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Peptons.

Stand der Technik

Heparin ist ein Wirkstoff, welcher in der Medizin vorwiegend als Antikoagulans einge setzt wird. Der überwiegende Teil des industriell hergestellten Heparins wird aus der Darmschleimhaut von Schweinen gewonnen. In einem weithin verwendeten Verfah ren wird eine Lösung umfassend Inhaltsstoffe der Darmschleimhaut von Schweinen einer enzymatischen Hydrolyse unterzogen. Das in der Lösung enthaltene Heparin wird anschließend an einem Harz adsorbiert, welches dann von der flüssigen Phase abgetrennt wird. Die verbleibende flüssige Phase ist ein Abfallprodukt und enthält neben den Aminosäuren und Peptiden, die bei der enzymatischen Hydrolyse entste hen, noch andere Inhaltstoffe der Darmschleimhaut und Salze, die vor und/oder wäh rend der Durchführung des Extraktionsverfahrens in die flüssige Phase eingebracht werden. Bei diesen Salzen handelt es sich in der Regel um Natriumbisulfid, welches zur Stabilisierung der Lösung gegenüber mikrobiellem Wachstum und Verderb einge setzt wird. Auch andere Salze können in dieser flüssigen Phase enthalten sein. Die flüssige Phase kann wegen ihres hohen Salzgehaltes als solches nicht als Futtermittel weiterverwendet werden. In Futtermitteln führt der hohe Salzgehalt bei den Tieren zu Verdauungsstörungen und als deren Folge können Zuwachsverluste auftreten. Das Eluat fällt daher als Abfallstoff an, obwohl es wertvolle Aminosäuren und Proteine enthält. Es verursacht bei seiner Entsorgung erhebliche Kosten. Daher wird dieser Ab fallstoff üblicherweise zu einem Pepton aufbereitet, was unter anderem das Entfer nen des Wassers und der Salze beinhaltet. Peptone sind Gemische, welche die Hydro- lysate von Proteinen enthalten, also Aminosäuren und Peptide. Die so erhaltenen Peptone enthalten einen hohen Anteil an Aminosäuren und Peptiden der Darm schleimhaut und können als Zusatz zu Futtermitteln und dergleichen verwendet wer den. In der chinesischen Offenlegungsschrift CN 106035980 A wird ein Verfahren beschrie ben, in dem das Eluat der Heparinherstellung einer Filtration mit einer Mikrofiltrati onsmembran oder Ultrafiltrationsmembran unterworfen wird. Das Permeat wird durch Erhitzen und Destillation weitgehend von Wasser befreit, wodurch der größte Teil der darin enthaltenen Salze auskristallisiert. Das Permeat wird dann mit dem flüs sigen Retenat der Mikrofiltration vereinigt und das Gemisch getrocknet. Das so erhal tene Pepton wird nach Zusatz von Hilfsstoffen als Futtermittel und dergleichen ver wendet. Dieses Verfahren ist durch das Mikrofiltrationsverfahren sehr aufwändig.

In der WO 2012/069513 Al wird ein Verfahren zur Aufarbeitung des Eluats aus der Heparinherstellung vorgestellt, in dem zunächst eine Ultrafiltration durchgeführt wird und anschließend die Salze durch eine Elektrodialyse entfernt werden. Auch dieses Verfahren ist durch diese beiden Verfahrensschritte sehr aufwändig und kosteninten siv. Es verbleibt also das Problem, eine kostengünstigere Aufbereitung oder Verwen dung für die Abfälle aus der Heparin-Herstellung nach dem enzymatischen Verfahren und andere ähnliche Abfälle aufzufinden.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Ab fälle, die große Mengen von anorganischen Salzen und Proteinen und gegebenenfalls Aminosäuren enthalten, kostengünstig, aufbereitet werden können, insbesondere zu Futtermitteln oder Futtermittelzusätzen. Bevorzugt handelt es sich dabei um Abfälle aus der Heparin-Herstellung. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches in der Lage ist, aus bei der He parin-Herstellung anfallenden Abfallstoffen mit einfachen und kostengünstigen Ver fahrensschritten ein Pepton herzustellen. Das Pepton soll bevorzugt in der Tierernäh rung einsetzbar sein. Hierfür sollte das Pepton einen möglichst geringen Anteil an an organischen Salzen enthalten. Ferner soll das Pepton bevorzugt einen möglichst ho hen Anteil an Aminosäuren und Proteinen enthalten. Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Zusammenset zungen, die Gemische von Proteinen, Aminosäuren und Salzen enthalten und deren Proteine und Aminosäuren wenigstens teilweise aus Schleimhäuten von Schlachttie ren stammen. Es handelt sich um ein Verfahren umfassend die folgenden Schritte:

(1) Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend Proteine und Amino säuren aus Schleimhäuten von Schlachttieren, anorganische Salze und Wasser, wobei die Summe der Masse der Proteine und Aminosäuren in der Trockenmasse dieser Zusammensetzung 30 bis 70 Gewichtsprozente beträgt und die Masse der anorganischen Salze in der Trockenmasse dieser Zusammensetzung wenigstens 7,5 Gewichtsprozente beträgt,

(2) Filtrieren der Zusammensetzung unter Gewinnung eines Filtrats und ei nes Filterkuchens,

(3) Kühlen des Filtrats auf eine Temperatur im Bereich von -15°C bis 15°C unter Bildung eines Niederschlags,

(4) Abtrennen des entstandenen Niederschlags unter Gewinnung der flüssi gen Phase als Produkt.

Durch dieses Verfahren wird mit dem in Schritt (4) abgetrennten Niederschlag ein Teil der in der bereitgestellten Zusammensetzung enthaltenen anorganischen Salze von den ebenfalls in der der bereitgestellten Zusammensetzung enthaltenen Proteinen und Aminosäuren abgetrennt. Die Begriffe „Peptid" und „Protein" werden im Folgen den mit identischer Bedeutung verwendet, das heißt mit beiden Begriffen werden Oligoaminosäuren und Polyaminosäuren bezeichnet, die zwei oder mehr Aminosäu rereste enthalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr einfach und kann preis wert und mit einer hohen Raum-Zeit-Ausbeute durchgeführt werden. Es ist dadurch dem Stand der Technik überlegen. Das eigentliche Abtrennen der anorganischen Salze erfolgt durch Kühlen, Bilden eines Niederschlags und dessen Abtrennung. Der Verfah rensschritt (2) des Filtrierens der eingesetzten (bereitgestellten) Zusammensetzung dient der Vorbereitung (Aufbereitung) der Zusammensetzung und ermöglicht erst das Auskristallisieren der anorganischen Salze durch Kühlung. Vorversuche haben ergeben, dass es nicht möglich ist, aus den in Schritt (1) eingesetz ten Zusammensetzungen die anorganischen Salze durch Kühlen direkt auszukristalli sieren. Jedenfalls gelingt dies nicht in einer Menge und Geschwindigkeit, die für einen industriellen Prozess notwendig sind. Es wird angenommen, dass solche Zusammen setzungen Verbindungen enthalten, die die Kristallisation hemmen. Dabei könnte es sich um Polyanionen handeln, wie stark sulfonierte Polysaccharide, die in Schleimhäu ten Vorkommen. Auch die teilweise abgebauten Proteine aus den Schleimhäuten könnten einen solchen Effekt haben. Überraschenderweise ist es jedoch problemlos möglich, aus diesen Zusammensetzungen nach einer Abtrennung der Feststoffe durch Filtration in Schritt (2) anorganische Salze in Schritt (3) mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute auszukristallisieren. Erst dadurch wird das erfindungsgemäße Verfahren kommerziell anwendbar.

Der hohe Anteil an anorganischen Salzen in der in Schritt (1) bereitgestellten Zusam mensetzung verhindert die kommerzielle Nutzung der darin enthaltenen Proteine und Aminosäuren als Zusatz zu Futtermitteln und dergleichen. Wenn solche Zusammen setzungen nicht aufgearbeitet werden können, müssen sie mit hohem Aufwand ent sorgt werden. Dabei sind die Kosten für die Aufarbeitung entscheidend für den kom merziellen Nutzen des Verfahrens. Alle drei in diesem Verfahren gewonnenen Stoffe, der Filterkuchen aus Schritt (1), der in Schritt (4) abgetrennte Niederschlag und die in Schritt (4) erhaltene flüssige Phase enthalten sowohl Proteine und Aminosäuren als auch anorganische Salze. Der Niederschlag enthält jedoch einen weit höheren Anteil an anorganischen Salzen als die anderen beiden Stoffzusammensetzungen. Durch die anorganischen Salze des im Schritt (3) gebildeten Niederschlags wird der in Schritt (1) bereitgestellten Zusammensetzung ein Teil der anorganischen Salze entzogen. Über raschender Weise enthält auch der in Schritt (2) abgetrennte Filterkuchen deutlich weniger anorganische Salze als die in Schritt (1) eingesetzte Zusammensetzung. In der Regel liegt der Anteil der anorganischen Salze in der Trockenmasse des Filterkuchens aus Schritt (2) und in der Trockenmasse der in Schritt (4) erhaltenen flüssigen Phase unabhängig voneinander wenigstens 25 Gewichtsprozente unter dem Anteil in der Trockenmasse der anorganischen Salze in der in Schritt (1) bereitgestellten Zusam mensetzung. Bevorzugt ist der Anteil der anorganischen Salze in der Trockenmasse der in Schritt (4) erhaltenen flüssigen Phase wenigstens 35 Gewichtsprozente und be sonders bevorzugt wenigstens 40 Gewichtsprozente geringer. So weit nicht anders erwähnt oder aus dem Kontext erkennbar, beziehen sich alle Mengenangaben in die- sem Text auf die Trockenmasse des jeweiligen Stoffes. Für die Zwecke der vorliegen den Erfindung wird der Anteil der anorganischen Salze eines Stoffes durch die Mes sung des Rohaschegehalts bestimmt.

Mit dem in Schritt (2) anfallenden Filterkuchen und der in Schritt (4) anfallenden flüs sigen Phase fallen zwei direkt verwendbare Zusammensetzungen als Verfahrenspro dukte an. Sie enthalten deutlich weniger anorganische Salze als die bereitgestellte Zusammensetzung und können daher in der Regel ohne weitere Verarbeitung ver wendet werden. Der in Schritt (2) anfallende Filterkuchen und insbesondere die in Schritt (4) anfallende flüssige Phase können beispielsweise in Futtermischungen für Monogastrier sowie auch in Futtermischungen für Hunde, Katzen und Fische einge setzt werden. Bevorzugt werden den vorgenannten Futtermischungen insgesamt bis zu 5 Gewichtsprozente dieser Verfahrensprodukte zugesetzt, wobei auch hier die Mengen auf die Trockenmasse der Verfahrensprodukte berechnet werden. Die Ver fahrensprodukte sind wegen des hohen Protein- und Aminosäuregehalts sehr nahr haft und daher wertvolle Futtermittelzusätze. Durch den geringen Salzgehalt treten keine unerwünschten Nebeneffekte beim Verfüttern auf. Der entstandene Nieder schlag kann in der Regel ebenfalls weiterverwendet werden. Handelt es sich bei spielsweise um einen vorwiegend Natriumsulfat enthaltenden Niederschlag, so wird dieses, gegebenenfalls nach einem weiteren Reinigungsschritt, als solches weiterver wendet. Das vorliegende Verfahren eignet sich besonders für Zusammensetzungen die einen großen Anteil an Natriumsulfat in den anorganischen Salzen der in Schritt (1) bereitgestellten Zusammensetzungen enthalten.

Die Verfahrensprodukte können getrocknet werden, was insbesondere zum Transport und zur Lagerung vorteilhaft sein kann. Der in Schritt (2) anfallende Filterkuchen kann durch jede beliebige Trocknungsmethode für Feststoffe getrocknet werden. Die als Endprodukt anfallende flüssige Phase kann durch jede dem Fachmann bekannte Me thode zur Trocknung von Flüssigkeiten getrocknet werden, wird jedoch bevorzugt durch Sprühtrocknung getrocknet.

Schleimhäute von Schlachttieren können in der Regel nicht als Nahrungsmittel ver trieben werden. Die anfallenden Mengen können auch nicht vollständig als Zusätze zu Viehfutter, Hundefutter und dergleichen verwendet werden. Eine Verwendung finden sie in der Gewinnung von Inhaltsstoffen wie Heparin und anderen sulfonierten Poly- sacchariden und Polyaminosacchariden. Auch zur Entsorgung der Schleimhäute unter Gewinnung von Proteinkonzentraten können Schleimhäute aus Schlachttieren einer Hydrolyse der darin enthaltenen Proteine unterzogen werden. Dabei wird in der Regel die Darmschleimhaut von Schlachttieren verwendet, da diese in großen Mengen an fällt und relativ leicht gewonnen werden kann. Die im vorliegenden Verfahren bereit gestellte Zusammensetzung enthält daher bevorzugt Proteine und Aminosäuren aus der Darmschleimhaut von Schlachttieren. Besonders bevorzugt ist Darmschleimhaut von Schweinen, da sie in genügend großen Mengen preiswert zur Verfügung steht. Darmschleimhaut von Rindern wird wegen der - wenn auch nur noch theoretisch vorhandenen - Gefahr der bei Rindern auftretenden bovinen spongiformen Enzepha lopathie (BSE) bevorzugt nicht verwendet. Aus demselben Grund werden in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt Zusammensetzungen eingesetzt, die ausschließlich Proteine enthalten, die eine Masse von weniger als 10.000 Dalton auf weisen. Die Messung der Masse erfolgt dabei mittels Matrix-Assistierter Laser- Desorption-Ionisierung mit Flugzeitanalyse (MALDI-TOF). Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die in Schritt (1) bereitgestellte Zusammensetzung Proteine und Aminosäuren enthält, welche bei der Extraktion von Heparin aus der Darmschleimhaut von Schlachttieren als Abfallprodukt anfallen. Ferner werden in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt Zusammensetzungen eingesetzt, die Proteine und Aminosäuren enthalten, die bei einem Verfahren zur Herstellung von Heparin anfallen, bei dem die Darmschleimhaut von Schlachttieren einer enzymatischen Hydrolyse unterzogen wird. Bevorzugter weise werden auch andere Schleimhäute, Organe oder Gewebe von Schlachttieren, die mit Salzen versetzt und einer enzymatischen Hydrolyse unterzogen wurden, ein gesetzt.

Die Filtration der eingesetzten Zusammensetzung in Schritt (2) kann prinzipiell mit jeder geläufigen Methode der Filtration erfolgen. Die Filtrationsmethode kann zum Beispiel ausgesucht werden aus der Gruppe bestehend aus Kammerfilter-Filtration, Mikrofiltration, Vakuum-Filtration, Ultrafiltration, Filtration durch Membranfilterpres se mit oder ohne Nachpresseinrichtung. Auch andere Filtrationsmethoden können verwendet werden, insbesondere solche, bei denen die Filtration durch Anwendung von Druck oder Vakuum unterstützt wird. Bevorzugt wird zum Filtrieren in Schritt (2) eine Mikrofiltrationsanlage oder eine Kammerfilterpresse verwendet. Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer Kam merfilterpresse. Die Kammerfilterpresse bietet viele Vorteile gegenüber der Mikrofilt ration, sie ist weniger wartungsintensiv, die Anschaffungskosten sind deutlich geringer und sie weist zudem einen deutlich höheren Durchlauf auf. Zudem ist die Ausbeute bei der Filtration mit einer Kammerfilterpresse sehr hoch. In der Regel werden we nigstens 70 Gewichtsprozente Filtrat erhalten, bezogen auf die in Schritt (1) eingesetz te Zusammensetzung, oft sogar wenigstens 80 Gewichtsprozente. Bevorzugt wird bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 80 °C filtriert.

Bei Anwendung einer Mikrofiltration wird bevorzugt eine keramische Mikrofiltrati onseinheit verwendet. Keramische Mikrofiltrationseinheiten sind besonders tempera turbeständig. Insbesondere kann die Mikrofiltration durch Dynamische-Cross-Flow- Filtration mit rotierenden Scheiben durchgeführt werden. Dies ist bevorzugt. Die Po renweite liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 1 pm. Der Filtrationsdruck liegt be vorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 bar. Die Filtration in Schritt (2) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 30 bis 80°C.

Bei Verwendung einer Kammerfilterpresse kann jede Art von Kammerfilterpresse verwendet werden. Bevorzugt wird eine Membranfilterpresse mit Nachpresseinheit und Spülfunktion verwendet werden. Hierdurch kann die Ausbeute verbessert und Gehalt der Trockenmasse im Filterkuchen erhöht werden. Für die Filtertücher kann eine Standardqualität verwendet werden.

Eine Vakuum-Filtration kann beispielsweise mit einem Filter ausgesucht aus der Grup pe bestehend aus Bandfilter, Trommelfilter, Scheibenfilter, Tellerfilter und Blattfilter ausgeführt werden.

Die in Schritt (1) bereitgestellte Zusammensetzung enthält bevorzugt 25 bis 50 Ge wichtsprozente Proteine und Aminosäuren, 30 bis 60, besonders bevorzugt 35 bis 50, Gewichtsprozente Wasser und/oder 7,5 bis 30 Gewichtsprozente anorganische Salze, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. Die Angabe von „25 bis 50 Gewichtsprozente Proteine und Aminosäuren" ist dabei die Angabe für die Summe aus dem Massenanteil der Proteine und dem Massenanteil der Aminosäuren. Enthält eine Zusammensetzung mehr als 60, bevorzugterweise 50, Gewichtsprozente Wasser, so kann dieser das Wasser durch geeignete Maßnahmen entzogen werden. Daher ist ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bereitstellen der Zusammensetzung in Schritt (1) das Entfernen von Wasser aus einem Ausgangsstoff umfasst. Entsprechend kann aus Konzentraten durch Hinzufügen von Wasser eine geeignete Zusammensetzung hergestellt werden. Dies entspricht einem erfindungsgemäßen Verfahren, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass das Be reitstellen der Zusammensetzung in Schritt (1) das Hinzufügen von Wasser zu einem Ausgangsstoff umfasst.

Solche Zusammensetzungen können aus Abwässern der Heparin-Herstellung und ähn lichen Verfahren durch einfaches Entfernen eines Teils des Wassers hergestellt wer den. Abwässer aus der Heparin-Herstellung enthalten für gewöhnlich etwa 80 bis 97 Gewichtsprozente Wasser. Die Entsorgung dieser Abwässer ist wegen der großen Menge außerordentlich teuer. Aufgrund der großen Masse können diese auch nicht einfach transportiert werden. Hersteller von Heparin müssen die Abfälle daher ent weder selbst aufarbeiten oder ihnen einen Teil des Wassers entziehen, um den Trans port zu einem Abfall verwerter kommerziell attraktiver zu machen. Abwässer aus der Heparin-Herstellung, denen ein Teil des Wassers entzogen wurde und die die direkt vorstehend genannte Zusammensetzung aufweisen, werden bevorzugt im vorliegen den Verfahren eingesetzt. Solche Zusammensetzungen weisen bei 50 °C in etwa eine Viskosität von etwa 20.000 cPs auf. Bei 70 °C beträgt die Viskosität immer noch etwa 8500 cPs, was in etwa der Viskosität von Honig bei Raumtemperatur entspricht. Es ist nicht möglich, aus solchen Zusammensetzungen mit herkömmlichen Verfahren anor ganische Salze auszukristallisieren. Dennoch sind solche Zusammensetzungen noch gut filtrierbar. Zur Senkung der Viskosität können die Zusammensetzungen bei der Filtration in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens erwärmt werden. Bevor zugt werden diese auf eine Temperatur von 30 bis 80 °C erwärmt, besonders bevor zugt auf eine Temperatur von 40 bis 70 °C.

Überraschender Weise weist das in Schritt (2) aus solchen hochviskosen Zusammen setzungen erhaltene Filtrat eine niedrigere Viskosität auf als die in Schritt (1) bereitge stellten Zusammensetzungen. Dies könnte die Kristallisation von anorganischen Sal zen aus den in Schritt (2) gewonnenen Filtraten begünstigen. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren in dem die in Schritt (1) bereitgestellte Zusammen setzung 30 bis 45 Gewichtsprozente Proteine und Aminosäuren, 40 bis 50 Gewichts- Prozente Wasser und/oder 7,5 bis 25 Gewichtsprozente anorganische Salze umfasst, jeweils bezogen auf die gesamte Masse der Zusammensetzung.

Der beim Filtrieren der in Schritt (1) bereitgestellten Zusammensetzung in Schritt (2) gewonnene Filterkuchen enthält ebenso wie die in Schritt (1) bereitgestellte Zusam mensetzung selbst Proteine, Aminosäuren und anorganische Salze, jedoch sind die anorganischen Salze in deutlich geringeren Mengen enthalten. Typischerweise enthält der Filterkuchen so geringe Mengen an anorganischen Salzen, dass er als Proteinzu satz in Tierfutter oder zu anderen Zwecken direkt verwendet werden kann. Der Gehalt an anorganischen Salzen des in Schritt (2) erhaltenen Filterkuchens beträgt bevorzug terweise weniger als 25 Gewichtsprozente bezogen auf die Trockenmasse des Filter kuchens, besonders bevorzugt weniger als 20 Gewichtsprozente. Bevorzugterweise wird der Filterkuchen zur weiteren Herabsetzung des Gehalts an anorganischen Salzen mit Wasser gewaschen. Der Filterkuchen kann ferner getrocknet werden und er kann gegebenenfalls durch Mahlen zu einem Pulver weiterverarbeitet werden.

Filter mit kleinen Porengrößen verstopfen schnell bei der Filtration in Schritt (1). Der Grund dafür ist wahrscheinlich, dass in der in Schritt (1) bereitgestellten Zusammen setzung Partikel mit verschiedensten Größen enthalten sind. Dadurch werden die Fil terporen durch kleine Partikel zugesetzt und die Filtration behindert. Die dabei auftre tenden Komplikationen senken die Raum-Zeit-Ausbeute erheblich. Daher sind erfin dungsgemäße Verfahren bevorzugt, die dadurch gekennzeichnet sind, dass zum Filt rieren der Zusammensetzung ein Filter mit einer Porengröße von mehr als 2 pm ver wendet wird, besonders bevorzugt mehr als 10 pm. Aus diesem Grunde kann es be vorzugt sein in Schritt (2) keine Mikrofiltration zu verwenden.

Während es sehr schwierig oder nahezu unmöglich ist, die in der eingesetzten Zu sammensetzung enthaltenen anorganischen Salze auszukristallisieren, zeigen die an organischen Salze in dem in Schritt (2) gewonnenen Filtrat überraschenderweise eine deutlich ausgeprägte Neigung zum Kristallisieren. Um die anorganischen Salze in ge nügender Menge und Geschwindigkeit zur Kristallisation zu bringen muss das Filtrat jedoch gekühlt werden. Wie vorstehend beschrieben, wird das Filtrat auf eine Tempe ratur im Bereich von -15 bis 15 °C gebracht. Geringere Temperaturen führen zur Ge lierung des Filtrats oder zum Auskristallisieren von Wasser. Beides verlangsamt das Kristallisieren der anorganischen Salze oder unterbindet es vollständig, außerdem wird verhindert, dass ein eventuell entstandener Niederschlag effektiv abgetrennt werden kann. Höhere Temperaturen führen zu keiner Kristallisation oder nur zu einer geringen Menge an Niederschlag. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das in Schritt (2) erhaltene Filtrat zur Bil dung des Niederschlags in Schritt (3) auf eine Temperatur im Bereich von -12,5 bis 12,5 °C und besonders bevorzugt im Bereich von -10°C bis 10 °C gekühlt wird. Am meisten bevorzugt sind -5 bis 5 °C. Dies führt zu der größtmöglichen Abtrennung von anorganischen Salzen mit einer hohen Raum-Zeit-Ausbeute. Die Kristallisation ist in der günstigsten Ausführungsform in einem diskontinuierlichen Verfahren bei Tempe raturen von -5 bis 5 °C in etwa 1,5 bis 3 Stunden abgeschlossen. Die Kristallisation wird beendet, wenn weitere Kristalle nur noch in geringer Menge gebildet werden. Die günstigsten Bedingungen in Bezug auf Temperatur und Zeitdauer kann der Fach mann leicht und gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Ausbeute und Energie aufwand durch Vorversuche bestimmen.

Die Kristallisation kann durch übliche Methoden unterstützt werden, zum Beispiel durch Zugabe von Impfkristallen oder durch Einbringen von Energie, zum Beispiel durch Rühren, Reiben mit einem Glasstab usw. Als Impfkristalle eignen sich zum Bei spiel Aktivkohle oder Natriumsulfat-Kristalle und zwar auch solche wie sie beim erfin dungsgemäßen Verfahren nach Trocknung des Niederschlags aus Schritt (4) des erfin dungsgemäßen Verfahrens anfallen. Die Zugabe von Impfkristallen erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur von 5 bis 15 °C und die Impfkristalle sind ebenfalls bevorzugt auf eine Temperatur in diesem Bereich vorgekühlt.

Vorbereitung der Kristallisation

Stellt sich heraus, dass das gemäß Schritt (2) erhaltene Filtrat eine für die Kristallisati on ungünstige Konzentration an anorganischen Salzen aufweist, so kann diese für die folgende Kristallisation gemäß Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens neu ein gestellt werden. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor dem Kühlen des Filtrats, dessen Wassergehalt auf eine für die Kristallisation günstige Konzentration gebracht wird. Ist die Konzentration der anorganischen Salze und damit auch die Konzentration der Proteine und/oder Amino säuren zu hoch, so kann das Filtrat mit Wasser verdünnt werden. Weist das Filtrat ei ne für die Kristallisation zu geringe Konzentration an anorganischen Salzen auf, so können diese durch Entzug von Wasser aufkonzentriert werden. Bevorzugt geschieht dies durch Verdampfung des Wassers. Membranverfahren sind ebenfalls verwendbar, sind jedoch in der Regel zu aufwändig. Ob die Konzentration der Salze im Filtrat für die Kristallisation günstig ist, kann leicht durch Vorversuche geprüft werden. Wenn jedoch die in Schritt (1) eingesetzte Zusammensetzung die vorstehend als bevorzugt genannten Gehalte an Proteinen und Aminosäuren, anorganischen Salzen und Wasser enthält, weist das Filtrat eine für die Kristallisation günstige Konzentration auf.

Bevorzugt enthält das in Schritt (2) erhaltene Filtrat 25 bis 50 Gewichtsprozente Pro teine und Aminosäuren, 30 bis 60 Gewichtsprozente Wasser und 10 bis 30 Gewichts prozente anorganische Salze, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Filtrats. Be sonders bevorzugt enthält das in Schritt (2) erhaltene Filtrat 30 bis 45 Gewichtspro zente Proteine und Aminosäuren, 40 bis 55 Gewichtsprozente Wasser und 10 bis 25 Gewichtsprozente anorganische Salze, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Filt rats.

Der in Schritt (4) gebildete Niederschlag kann durch jede bekannte Methode von der Mutterlauge befreit werden. Bevorzugt sind jedoch Dekantieren, Zentrifugieren oder Filtrieren. Da die Mutterlauge in der Regel hochviskos ist, haftet dem Niederschlag eine große Menge der Mutterlauge an. Sie kann am gründlichsten durch Zentrifugati on entfernt werden. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abtrennung des in Schritt (3) gebildeten Nieder schlags in Schritt (4) durch Zentrifugation erfolgt. Am meisten bevorzugt ist eine Kom bination aus Dekantieren und Zentrifugieren oder aus Filtrieren und Zentrifugieren. Dadurch gelingt es, die Mutterlauge einfach, schnell und gründlich vom Niederschlag abzutrennen.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten (bereitgestellten) Zusammenset zungen enthalten in der Regel als Anionen Sulfat und Chlorid in größeren Mengen, wobei Sulfate in der Regel überwiegen. Daneben liegen häufig Sulfite und Phosphate in kleineren Mengen vor. Als Kationen treten überwiegend Natrium und Kalium auf, wobei wiederum Natrium in der Regel weit häufiger ist. In geringfügigen Mengen sind auch zweiwertige Kationen wie Magnesium und/oder Calcium enthalten. Das vorlie gende Verfahren kann für Zusammensetzungen mit beliebigen anorganischen Salzen angewendet werden. Es ist jedoch auf die Kristallisation von Natriumsulfat optimiert. Dies gilt insbesondere für die bevorzugten Ausführungsformen. Entsprechend ist der Einsatz (das Bereitstellen) von Zusammensetzungen in Schritt (1) bevorzugt, in denen wenigstens ein Anteil von 50 Gewichtsprozenten der anorganischen Salze aus den Elementen Natrium und Schwefel sowie Chlorid besteht. Besonders bevorzugt ist der Einsatz (das Bereitstellen) von Zusammensetzungen in Schritt (1) in denen der Anteil von Natriumsulfat an der Gesamtmenge der anorganischen Salze wenigstens 50 Ge wichtsprozente beträgt, ganz besonders bevorzugt sind wenigstens 70 Gewichtspro zente.

Entsprechend bestehen in der Regel auch wenigstens 50 Gewichtsprozente des in Schritt (4) gewonnenen Niederschlags aus anorganischen Salzen der Elemente Natri um und Schwefel sowie Chlorid. Hiermit ist gemeint, dass mindestens 50 Gewichts prozente der Rohasche aus der Summe der Gewichtsprozente der Elemente Natrium, Schwefel sowie Chlorid bestehen, wobei die Gehalte der Rohasche, Natrium, Schwefel und Chlorid durch die nachstehend benannten Messmethoden bestimmt werden können. Bevorzugt bestehen wenigstens 50 Gewichtsprozente des in Schritt (4) ge wonnenen Niederschlags aus Sulfaten, besonders bevorzugt wenigstens 70 Gewichts prozente. Hiermit ist gemeint, dass mindestens 50, besonders bevorzugt wenigstens 70 Gewichtsprozente der Rohasche aus der Summe der Gewichtsprozente der Sulfate bestehen, wobei der Gehalt der Sulfate durch die nachstehend benannte Messme thode bestimmt werden kann. Der Niederschlag enthält daneben auch Proteine, Ami nosäuren, Wasser und andere Salze. Der Niederschlag kann mit wenig Wasser oder Mutterlauge gespült werden. Das Spülwasser kann verworfen oder dem Verfahren erneut hinzugefügt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in der Regel mindestens zwei, insbe sondere genau zwei Produkte erhalten, nämlich die in Schritt (2) erhaltene Filterku chen und die in Schritt (4) abgetrennte flüssige Phase. Die Produkte des erfindungs gemäßen Verfahrens sind Peptone. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass die in Schritt (4) erhaltene flüssige Phase und/oder der in Schritt (2) erhaltene Filterkuchen weniger als 25 Gewichtsprozente anorganischer Salze, besonders bevorzugt weniger als 20 Gewichtsprozente anorgani scher Salze, ganz besonders bevorzugt weniger als 17,5 Gewichtsprozente anorgani scher Salze bezogen auf die Trockenmasse enthält. Diese Mengenangaben gelten für die in Schritt (4) erhaltene flüssige Phase und für den in Schritt (2) erhaltenen Filter- kuchen jeweils unabhängig voneinander. Das vorliegende Verfahren verringert den Anteil an anorganischen Salzen in den Produkten jeweils gegenüber der eingesetzten Zusammensetzung. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass der Anteil an anorganischen Salzen an der Trockenmasse der in Schritt (4) erhaltenen flüssigen Phase und/oder an der Trockenmasse des in Schritt (2) erhaltenen Filterkuchens gegenüber dem Anteil der anorganischen Salze an der Trockenmasse der eingesetzten Zusammensetzung um wenigstens 25%, bevorzugt um wenigstens 40% und am meisten bevorzugt um wenigstens 45% verringert wird.

Ganz besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren umfassend die Schrit te:

(1) Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend 30 bis 50 Gewichtspro zente Proteine und Aminosäuren, 30 bis 50 Gewichtsprozente Wasser und/oder 10 bis 30 Gewichtsprozente anorganische Salze,

(2) Filtrieren der Zusammensetzung unter Gewinnung eines Filtrats und ei nes Filterkuchens,

(3) Kühlen des Filtrats auf eine Temperatur im Bereich von -10°C bis 10°C unter Bildung eines Niederschlags,

(4) Abfiltrieren des entstandenen Niederschlags und Gewinnung der flüssi gen Phase als Produkt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Pepton, das dadurch ge kennzeichnet ist, dass es nach einem der vorangehenden Verfahren hergestellt wur de. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Filterkuchen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er nach einem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellt wurde.

Beispiele:

Messmethoden:

Trockensubstanz -> Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes

VO (EG) 152/2009 Anhang III, A; VDLUFA III, 3.1., 2009; ASU F 0001 (EG):2010-09 Rohprotein

VO (EG) 152/2009 Anhang III, C; VDLUFA III, 4.1.1, 1993; ASU F 0003 (EG):2010-09 Rohasche

VO (EG) 152/2009 Anhang III, M; VDLUFA III, 8.1, 1979; ASU F 0014 (EG): 2010-09

Schwefel gesamt: DIN EN ISO 11885:2009-09

Natrium: DIN EN ISO 11885:2009-09

Chlorid: DIN EN ISO 10304-1:2009

Kalium: DIN EN ISO 11885:2009-09

Phosphor gesamt: DIN EN ISO 11885:2009-09

Sulfat Analog DIN 38405-5-2

Beispiel 1: Filtration mittels Kammerfilterpresse

Es wird eine Kammerfilterpresse mit den Plattenmaßen 250 mm mal 250 mm ver wendet. Die Kammerfilterpresse ist mit 21 Kammern bestückt, welche ein Gesamtvo lumen von 20,9 L haben. Als Filtertuch kommt ein Polypropylen-Gewebe (PP2436) mit einer Maschenweite von 1 - 5 pm zum Einsatz. Insgesamt verfügt die Kammerfilter presse über eine Filterfläche von ca. 2 m ² .

Die Filtration wurde bei 60 °C durchgeführt. Es wurden 91 L einer bereitgestellten Zu sammensetzung filtriert und 70 L Filtrat erhalten. Dies entspricht einer Ausbeute von 77 Volumenprozenten. Die Filterkammern waren vollständig ausgefüllt. Damit betrug die Menge des Filterkuchens etwa 21 L. Die Filtration dauerte eine Stunde.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über einige der Inhaltstoffe der bereitgestell ten Zusammensetzung, des Filtrats und des Filterkuchens an.

Tabelle 1:

Alle Angaben in Massenprozent. Für die Feuchtigkeit und die Trockenmasse bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Zusammensetzung. Für alle anderen Werte bezogen auf die Trockenmasse.

*ln Klammern die Veränderung gegenüber der bereitgestellten Zusammensetzung in Prozent.

Wie der Tabelle 1 entnommen werden kann, ändert sich der Proteingehalt bei der Filtration kaum. Sowohl in der eingesetzten Zusammensetzung als auch im Filtrat als auch im Filterkuchen sind etwa 62 Gewichtsprozente Protein enthalten. Der Anteil der Rohasche im Filterkuchen ist jedoch um etwa ein Drittel reduziert. Der Massenanteil aller gemessenen Elemente verringert sich im gleichen Maße. Dass der Proteingehalt nur leicht erhöht ist deutet darauf hin, dass sich im Filterkuchen nicht Proteine, son dern andere organische Stoffe angereichert haben. Es wird angenommen, dass es sich dabei um Zuckerseitenketten der Proteine der Darmschleimhäute handelt.

Mit 17 Gewichtsprozenten Gehalt an Rohasche und davon jeweils etwa 4 bzw. 5 Ge wichtsprozenten Schwefel- bzw. Natriumgehalt ist der Filterkuchen überraschender weise direkt als Futterzusatz geeignet.

Beispiel 2: Kristallisation kontinuierlich

Für die kontinuierliche Kristallisation wurde aus Beispiel 1 erhaltenes Filtrat verwen det. Die Zusammensetzung des verwendeten Filtrats ist in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Es wurden 206,9 kg des in Beispiel 1 erhaltenen Filtrats in einem Behälter vorgelegt und zur Kristallisation in eine Gefrierkonzentrationseinheit (W6-9 Prodias von GEA Niro PT B.V.) überführt. Der Niederschlag wurde durch Zentrifugation abge trennt und die flüssige Phase (Mutterlauge) als Produkt erhalten. Innerhalb von 17 Stunden wurden hierdurch 156 kg flüssige Phase und 34,9 kg Niederschlag erhalten. Hieraus ergibt sich eine Ausbeute von 16,9 Massenprozenten bezogen auf den ge wonnenen Niederschlag. 15,8 kg des eingesetzten Filtrats gingen in der Apparatur, durch Anhaften an der Apparatur oder durch Toträume und dergleichen verloren. Die Temperatur des eingesetzten Filtrats wurde kontinuierlich gemessen, um die Kristalli sationstemperatur zu bestimmen. Die durchschnittliche Kristallisationstemperatur betrug -1,5 °C. Wobei die Temperatur der Gefrierkonzentrationseinheit zwischen 0 °C und -6 °C schwankte. Die Viskosität des so erhaltenen Filtrats betrug bei einer Tempe ratur von -1,25 °C 70 cST (84 cP @1200 kg/m ³ ), gemessen mit einem Ostwald Visko simeter. Die Partikelgröße des Niederschlags ergab eine Verteilung bei der 50% der Partikel über 100 pm Durchmesser aufwiesen. Es wurden diverse Proben während des gesamten Prozesses genommen und die Werte einer repräsentativen Probe sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2:

Alle Angaben in Massenprozent. Für die Feuchtigkeit und die Trockenmasse bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Zusammensetzung. Für alle anderen Werte bezogen auf die Trockenmasse.

*ln Klammern die Veränderung gegenüber der bereitgestellten Zusammensetzung in

Prozent. Während in der flüssigen Phase der Proteingehalt gesteigert ist, ist der Gehalt an Ro hasche um über 50% in Bezug auf das verwendete Filtrat vermindert. Die flüssige Pha se kann in dieser Form als Futtermittel verwendet werden. Der Niederschlag hat einen hohen Anteil an Natrium und Schwefel, woraus sich vermuten lässt, dass es sich größ tenteils um Natriumsulfat handelt.

Beispiel 3: Kristallisation diskontinuierlich gemäß Schritt (3)

Ein mit Rührer und Thermometer ausgestattetes Glasgefäß wurde mit einer einzuset zenden Zusammensetzung gefüllt. Bei dieser Zusammensetzung handelt es sich um ein Filtrat, welches durch Mikrofiltration gemäß Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wurde. Die genaue Zusammensetzung kann der mit „Filtrat" überschriebenen Spalte der Tabelle 3 entnommen werden. Das Glasgefäß wurde in eine auf -10°C gekühlte Kühlkammer gestellt. Die Zusammensetzung wurde kontinu ierlich gerührt. Der Versuch wurde beendet, als der Inhalt des Glasgefäßes eine Tem peratur von -2,5°C erreicht hatte. Die Trennung von flüssiger Phase (Überstand) und Kristallen erfolgte mittels Filtration durch einen Büchnertrichter. Der im Büchnertrich ter verbliebene Niederschlag wurde im Anschluss zusätzlich mit einer Handzentrifuge von weiterer anhaftender flüssiger Phase befreit. Die beiden Fraktionen der flüssigen Phase wurden vereint. Die folgende Tabelle 3 gibt eine Übersicht über einige der In haltstoffe des eingesetzten Filtrats und der so erhaltenen flüssigen Phase an.

Tabelle 3:

Alle Angaben in Massenprozent bezogen auf die Trockenmasse. *ln Klammern die Veränderung gegenüber dem Filtrat in Prozent. Durch die Kristallisation und das Entfernen des Niederschlags durch Zentrifugation wird ein signifikanter Anteil der anorganischen Bestandteile aus dem in Schritt (2) er haltenen Filtrat entfernt. Wie Tabelle 3 zu entnehmen ist, werden hauptsächlich Nat rium und Schwefel entfernt, was auf ein Kristallisieren von hauptsächlich Natriumsul fat hindeutet.

Mit einem Gehalt an Rohasche von nur 11,7 Gewichtsprozenten, 3,64 Gewichtspro zenten Schwefel und 2,84 Gewichtsprozenten Natrium ist das Filtrat direkt verwend bar, zum Beispiel als Futtermittelzusatz.

Ein unter genau gleichen Bedingungen durchgeführter Versuch mit einer nicht filtrier ten Zusammensetzung gemäß Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens erbrach te keinen Niederschlag. Auch nicht bei Abkühlen auf -10°C und einer längeren Ver suchsdauer. Es wurden bei diesen Versuchen verschiedenste Zusammensetzungen eingesetzt, unter anderem auch die in Beispiel 1 eingesetzte Zusammensetzung. In keinem Fall konnte ein Niederschlag erhalten werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung nä her erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1: Eine schematische Darstellung des Verfahrens.

In Figur 1 wird eine Übersicht über das Verfahren zur Gewinnung von Peptonen aus Darmschleimhaut dargestellt. Eine Rohlösung 10 wird, wenn nötig, mit Wasser 11 verdünnt und ergibt eine bereitgestellte Zusammensetzung 12. Die bereitgestellte Zusammensetzung 12 wird über eine Kammerfilterpresse 13 filtriert, wobei ein Filtrat 14 und ein Filterkuchen 15 gewonnen werden. Der Filterkuchen 15 wird in einem Walzentrockner 16 getrocknet und ein getrockneter Filterkuchen 17 erhalten.

Das erhaltene Filtrat 14 wird in einem Gefrierkristallisator 18 auf eine Durchschnitts temperatur von ca. -5 °C gekühlt, wobei ein Niederschlag 19 entsteht und von der flüssigen Phase 23 getrennt wird. Der Niederschlag 19 wird über eine Zentrifuge 20 zentrifugiert und der Überstand 22 mit der übrigen flüssigen Phase 23 vereint, wäh rend die ausgefallenen Salze 21 getrocknet werden.

Die flüssige Phase 23 wird durch eine Sprühtrocknungsanlage 24 getrocknet, um ein Pepton in Pulverform 25 zu erhalten.

Bezugszeichenliste:

10 Rohlösung

11 Wasser

12 bereitgestellte Zusammensetzung

13 Kammerfilterpresse

14 Filtrat

15 Filterkuchen

16 Walzentrocker

17 getrockneter Filterkuchen

18 Gefrierkristallisator

19 Niederschlag

20 Zentrifuge

21 ausgefallene Salze

22 Überstand

23 Flüssige Phase

24 Sprühtrocknungsanlage

25 Pepton in Pulverform