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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A PROTEIN PREPARATION COMPRISING A HIGH VITAMIN B CONTENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/001103
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method or process for producing a protein preparation on the basis of sweet whey, said preparation containing a vitamin B complex and being used for foodstuffs and animal feed.

Inventors:
GRAJEK, Wlodzimierz (ul. Wojska Polskiego 28, Poznan, PL-60-637, PL)
TROJANOWSKA, Krystyna (ul. Wojska Polskiego 28, Poznan, PL-60-637, PL)
CZACZYK, Katarzyna (ul. Wojska Polskiego 28, Poznan, PL-60-637, PL)
Application Number:
EP2013/062376
Publication Date:
January 03, 2014
Filing Date:
June 14, 2013
Export Citation:
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Assignee:
UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIU (ul. Wojska Polskiego 28, Poznan, PL-60-637, PL)
International Classes:
A23L33/15; A23C1/04; A23C3/00; A23C9/142; A23C21/02; A23C21/08; A23C21/10; A23K10/28
Foreign References:
GB2170984A1986-08-20
FR1409748A1965-09-03
Other References:
SELINA HUGENSCHMIDT ET AL: "Concurrent high production of natural folate and vitamin B12 using a co-culture process withSM39 andDF13", PROCESS BIOCHEMISTRY, ELSEVIER, NL, vol. 46, no. 5, 18 January 2011 (2011-01-18), pages 1063 - 1070, XP028372433, ISSN: 1359-5113, [retrieved on 20110125], DOI: 10.1016/J.PROCBIO.2011.01.021
MARWAHA S S ET AL: "Influence of 5,6-dimethylbenzimidazole (DMB) on vitamin B12 biosynthesis by strains of Propionibacterium", ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY, STONEHAM, MA, US, vol. 5, no. 5, 1 September 1983 (1983-09-01), pages 361 - 364, XP023678069, ISSN: 0141-0229, [retrieved on 19830901], DOI: 10.1016/0141-0229(83)90008-X
DATABASE BIOSIS [online] BIOSCIENCES INFORMATION SERVICE, PHILADELPHIA, PA, US; 1978, GIEC A ET AL: "ULTRA FILTRATION OF WHEY FOR PROTEIN CONCENTRATES AND YEAST PROPIONIC-ACID BACTERIAL BIOMASS PRODUCTION", XP002713384, Database accession no. PREV197967066497
Attorney, Agent or Firm:
SANDMANN, Wolfgang (Friedrichstrasse 31, München, 80801, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Methode zur Herstellung eines Eiweißpräparats mit hohem B -Vitamingehalt auf der Basis von Süßmolke, gekennzeichnet dadurch, dass die Molke durch Ultrafiltration in eine Eiweiß- und eine Lactosefraktion getrennt wird, wonach in der Lactosefraktion bei Anwesenheit von Vorläufern und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese Propionibakterien gezüchtet werden, die zur B-Vitaminbiosynthese fähig sind, dann die Bakterien vom Nährstoff der Züchtung getrennt und mit der Eiweißfraktion zusammengeführt werden, wonach die zusammengeführten Fraktionen homogenisiert und gemeinsam getrocknet werden.

2. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass für die Produktion des Präparats Kuh- oder Schafs- oder Ziegenmolke verwendet wird.

3. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass für die Produktion des Präparats Molke verwendet wird, die Caseinreste enthält.

4. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Eiweißfraktion (Retentat) sofort nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess direkt mit den Bakterien aus dem vorherigen Fermentationsprozess zusammengeführt und zusammen mit den Bakterien getrocknet wird.

5. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Eiweißfraktion (Retentat) nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess unter 10 °C, günstigerweise unter 4 °C gekühlt und bis zum Abschluss der Propionsäurefermentation aufbewahrt und erst dann mit den Bakterienzellen zusammengeführt und mit ihnen gemeinsam getrocknet wird.

6. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Eiweißfraktion (Retentat) nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess gekühlt, bis zum Abschluss der Propionsäurefermentation aufbewahrt und vor der Zusammenführung mit den Bakterien einer thermischen Pasteurisierung unter Temperaturen von 65-95 °C mit einer Dauer von 10 - 60 min unterzogen wird.

7. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass für die Fermentation des Molkepermeats der herausselektierte Propionibakterienstamm Propionibacterium freundenreichii KT021 verwendet wird.

8. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit organischen Zusätzen und Vorläufern der B 12- Vitaminsynthese sowie Stimulatoren des Bakterienwachstums in der Gesamtmenge von 20 mg/1 bis 100 g/1 angereichert wird.

9. Methode gemäß Patentanspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit Monosachariden oder/und Disacchariden oder/und Säurehydroly säten und/oder enzymatischen Hydrolysaten pflanzlicher Polysacharide, günstigerweise Stärke oder Zellulose, angereichert wird.

10. Methode gemäß Patentanspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit Glycerin, Erythrit, Mannitol oder Sorbitol angereichert wird.

11. Methode gemäß Patentanspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit Milchsäure oder Lactaten angereichert wird.

12. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Permeat mit einer Bakterienzellsuspension in der Menge geimpft wird, dass ihre Anfangskonzentration im Permeat über 105 cfu/ml, günstigerweise nicht weniger als 106 cfu/ml beträgt. 13. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die erste Prozessphase der Propionibakterienzüchtung unter anaeroben oder mikroaeroben Bedingungen geführt wird.

14. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Permeat während der Propionibakterienzüchtung mit einem mechanischen Mischer oder hydraulisch mit einer Durchflussgeschwindigkeit gemischt wird, die eine gleichmäßige Suspension der Zellen im gesamten Nährstoffvolumen gewährleistet.

15. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur Trennung der Bakterienzellen die Cross-Flow-Mikrofiltrationsmethode unter Verwendung von Membranen mit einer Porosität von 0,1-0,5 μιη eingesetzt wird.

16. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Molkefraktion vor der Trocknung mit der Biomasse der Bakterienzellen gemischt wird.

17. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Eiweiß-Bakterien- Mischung bei der Produktion des Eiweiß- Vitamin-Präparats mit Gehalt an toten Bakterien während der Trocknung eine Temperatur über 60 °C, günstigerweise über 80 °C, zwecks thermischer Inhibition der Bakterien erreicht.

18. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Eiweiß-Bakterien- Mischung bei der Produktion des Eiweiß- Vitamin-Präparats mit Gehalt an lebenden getrockneten Bakterien während der Trocknung eine Temperatur unter 60 °C, günstigerweise unter 40 °C, erreicht.

19. Methode gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das pulverisierte Ei weiß- Vitamin-Präparat in luft-, feuchte- und lichtundurchlässige Verpackungen verpackt wird.

Description:
Methode zur Herstellung eines Eiweißpräparats mit hohem B- Vitamingehalt

Die Erfindung betrifft eine Methode bzw. Verfahren zur Herstellung eines Eiweißpräparats auf der Grundlage von Süßmolke mit B-Vitaminkomplexgehalt für Nahrungs- und Futtermittelzwecke.

Molke ist der grundlegende Produktionsabfall der Milchindustrie. Sie enthält wertvolle Eiweiße, Lactose, Peptide, Aminosäuren, Vitamine und Mineralsalze. Unter den wertvollen Molkeeiweißen können aufgeführt werden: Albumine, darunter alpha-Lactalbumin, Globuline, darunter beta-Lactoglobulin und Immunoglobuline, Lactoferrin mit hohem Eisengehalt, Caseinreste, Glykomakropeptide und Proteose-Peptone. Die Vitaminfraktion der Molke besteht aus dem B -Vitaminkomplex, A- und C-Vitaminen, die Mineralfraktion enthält Eisen-, Kupfer-, Zink-, Magnesium- und Natriumkationen. Mit Hinsicht auf den hohen Nährwert der Molke wird sie, insbesondere ihre Eiweißfraktion, allgemein für Ernährungszwecke genutzt. Molkeeiweiße werden zu Käse, Milchgetränken, Wurstwaren, Lebensmittelkonzentraten und zu vielen anderen Produkten hinzugegeben.

Mit Hinsicht auf die geringe Haltbarkeit wird die Molke getrocknet oder einer Verarbeitung unterzogen. Zu den Hauptrichtungen der Molkeverarbeitung gehört ihre Fraktionierung und die Trocknung der Eiweiß- und der Permeatfraktion. Die Eiweißfraktion wird auch zwecks Gewinnung von Hydrolysaten der Molkeeiweiße, die dann in der Lebensmittelherstellung verwendet werden, der Enzymhydrolyse unterzogen. Sowohl Molke wie auch ihre Permeatfraktion werden als Hauptbestandteile von Nährstoffen für die Züchtung von Mikroorganismen verschiedener Gattungen ebenfalls für biotechnologische Zwecke verwendet. In diesem Kontext können mikrobiologische Prozesse aufgeführt werden, deren Ziel in der Produktion von Bioethanol, Biobutanol, mikrobiologischem Eiweiß, Vitaminen der Gruppe B, organischer Säuren und vieler anderer Substanzen besteht. Einen Querschnitt der aktuell praktizierten Richtungen in der Molkeverarbeitung enthält das Buch „Mleczarstwo. Zagadnienia wybrane (Milchwirtschaft. Ausgewählte Probleme)", Band 2, Herausgeber: Wydawnictwo ART, Olsztyn 1997, erschienen unter der Redaktion von Prof. Stefan Ziajka.

Die Nutzung der Molke zur B 12- Vitaminbiosynthese und zur Herstellung von Eiweiß-Vitamin- und Eiweiß-Mineral-Konzentraten/-Präparaten begann im großen Ausmaß schon in den siebziger Jahren. Untersuchungen zu diesen Problemen erfolgten ebenfalls in Polen, besonders in den Zentren Poznan und Olsztyn. In diesen Beschreibungen wurden die Art und Weise der Züchtung, die Zusammensetzung der Nährstoffe, die Art und die Menge der hinzugefügten B 12- Vitaminvorläufer und die Methoden zur Nutzung der gewonnenen Produkte eingehend vorgestellt (Bullerman und Berry 1966, Reddy u. a. 1976).

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Produktionstechnologie für Eiweiß-Vitamin-Präparate, die eine mikrobiologische B 12- Vitaminbiosynthese umfasst.

Bekannt sind eine Reihe technologischer Lösungen, in denen sowohl Bakterien wie auch Hefen verwendet wurden.

In der Lösung nach dem polnischen Patent PL 392014 wurde eine Methode zur Herstellung eines B 12- Vitamin-Eiweiß-Konzentrats beschrieben, in der die pasteurisierte Molke der Fermentation bei Verwendung der Bakterien Propionibacterium shermanii 1 unterzogen wurde. Zur Molke wurden Wachstumsvorläufer in Gestalt von bestimmten Mengen Kobalt- und Eisensulfat sowie 5,6-Dimethylbenzimidazol als Stabilisator der B-Vitamine hinzugefügt. Nach Abschluss der Fermentation wird die Molke durch Membrane gefiltert und das Filtrat wird der Zerstäubungstrocknung bei einer Temperatur über 120 °C unterzogen. In der Beschreibung nach dem US-Patent 4,544,633 wurde eine Methode zur B12- Vitaminproduktion durch Fermentation vorgestellt, die sich dadurch auszeichnet, dass der pH- Wert des Nährstoffs mithilfe von Alkalien in den Grenzen 5-7,5 geregelt wurde, der Nährstoff wurde in mehreren Portionen hinzugefügt, und für die Fermentation wurden die Bakterienstämme Propionibacterium shermanii NOC 11011 und NOC 11012 sowie P. freundenreichii NOC 11013 verwendet, die sich alle durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Propionsäure auszeichnen.

In der Patentbeschreibung PL153781 Bl wurde die bekannte Methode zur Molkeverarbeitung beschrieben, in der sie der aeroben Fermentation mithilfe der Hefe Candida curvata unterzogen wurde. Im Verlauf der Fermentation wurde der Säuregrad des Nährstoffs so geändert, dass die pH-Werte des Nährstoffs am Anfang geringer und dann höher waren. Die gewonnene Zellbiomasse wurde separiert und der Plasmolyse unterzogen. Das so gewonnene Lysat wurde mit einem Molkeeiweißkoagulat oder mit Magermilch angereichert, homogenisiert und getrocknet. Futterhefe wurde ebenfalls bei einer anderen bekannten Lösung verwendet, die im Patent PL 142648 Bl beschrieben wurde. Bei dieser Lösung wurde die Molke einer Ethanol- Fermentation unterzogen und die Hefe-Bakterien-Biomasse wurde durch Ethanol-Destillation abgetrennt. Zur B 12- Vitaminherstellung wurde ebenfalls Melasseabsud verwendet. Diese Lösung ist aus der Patentbeschreibung PL 140567 B2 bekannt, in der der Absud unter Verwendung der Bakterien Propionibacterium fermentiert, mit Stroh gemischt und getrocknet wurde. Das Produkt war für Futterzwecke bestimmt. In der US-Patentbeschreibung 3,818,109 wurde eine Methode zur Umwandlung der festen Molkefraktion in Hefebiomasse dargestellt, die dafür bekannt ist, dass die feste Molkefraktion mit einem Zusatz von Lactose, Dextrin, Malz- und Hefeextrakt sowie Mineralsalzen mithilfe von Milchsäurebakterien und Hefe fermentiert wurde. Die Fermentation verlief in zwei Phasen. In der ersten anaeroben Phase verwandelten die Milchsäurebakterien die Lactose in Milchsäure, in der zweiten aeroben Phase vermehrte sich die Hefe. Die gewonnene Biomasse hatte einen hohen Eiweiß- und Vitamingehalt. In der Patentbeschreibung nach dem amerikanischen Patent US 6,187,761 Bl wurde die Herstellung und die Nutzung eines Präparats mit hohem B 12- Vitamingehalt vorgestellt. Nach dieser bekannten Lösung für die B 12- Vitaminherstellung wurden Bakterien der Gattung Propionibacterium verwendet, die das Vitamin in den Zellen synthetisierten, wonach - nach Beendigung des Fermentationsprozesses - die Bakterien zwecks Öffnung der Zellen und Freisetzung des B 12- Vitamins desintegriert wurden. Dieser Produkttyp ist für Lebensmittel- und Kosmetikzwecke bestimmt.

In der bekannten Lösung aus der Patentbeschreibung US 6,492,141 Bl wurde eine Methode zur Durchführung der Fermentation mithilfe der Bakterien Propionibacterium shermanii i P. freundenreichii vorgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fermentation in zwei Phasen unter anaeroben und aeroben Bedingungen, mit Beförderung der fermentierenden Nährstoffcharge in den nächsten Bioreaktor verlief. In der Beschreibung nach dem amerikanischen Patent US 2009/0214695 AI wurde eine Produktzusammenstellung zur Tierernährung vorgestellt, die aus Molke, fermentiert mithilfe der Bakterien Propionibacterium, bestand, die nach der Verfütterung die Anzahl der Bakterien Bifidobacterium im Verdauungskanal der Tiere erhöhte. Bekannt ist ebenfalls der Prozess zur Herstellung eines fermentierten Molkepräparats, beschrieben im amerikanischen Patent US 2010/0136203 AI, bei dem die Molkeeiweiße sterilisiert wurden und dann einer mehr als zehnstündigen Fermentation unter Verwendung der Joghurtbakterienkulturen Streptococcus thermophilus und Lactobacillus bulgaricus unterzogen wurden. Nach Abschluss der Fermentation wurde das Ganze gekühlt, homogenisiert und in flüssiger Form aufbewahrt. Eine ähnliche Molkeverarbeitungstechnologie wurde im Patent US 2011/0212222 AI beschrieben. In diesem Prozess wurde die Molke erst sterilisiert, alkalisiert und dann der Milchsäurefermentation und der Wirkung des Enzyms Lactase unterzogen. Das Produkt hatte einen verbesserten Geruch und nahm eine natürliche Süße an.

Aus der Patentbeschreibung US 5,486,368 ist eine Methode zur Herstellung von Hefeprodukten auf der Basis von Molkepermeat bekannt. Für den Prozess werden vorzugsweise die Hefen Kluyveromyces fragilis und Candida intermedia eingesetzt. Im amerikanischen Patent US 6,878,534 wurde eine Methode zur B 12- Vitaminherstellung durch ständige Fermentation mit den Bakterien Propionibacterium acidiproponici DSM 8250 beschrieben. In wissenschaftlichen Veröffentlichungen (Hugenschmidt S. u. a.; Journal of Biotechnology 150S (2010) Sl-576 und Hugenschmidt S. u. a.; Process Biochemistry 46 (2011) 10-63-1070) wurde die Verwendung des Stamms Propionibacterium fr eundenreichii DF13, gezüchtet in Ko-Kultur mit dem Lactobacillus plantarum SM39, zur Herstellung der Säure der Folate und B12- Vitamine unter Nutzung von Molkepermeat, angereichert mit Hefeextrakt, beschrieben. Die Züchtung wurde zweistufig - anaerob und aerob - durchgeführt. Das Produkt wurde zur Verbesserung von Lebensmitteln mit natürlichen Vitaminen oder als Nahrungsergänzungsmittel genutzt. In der wissenschaftlichen Veröffentlichung Reddy CA u. a.; Appl. And Environmental Microbiology 32 (1976) 769-776 wurde die Spaltpilzgärung von Molke unter Verwendung der Bakterien Lactobacillus bulgaricus zur Herstellung von Eiweißkonzentrat mit55 Roheiweiß beschrieben.

Das Ziel dieser Erfindung besteht in der Gewinnung eines mit B-Vitaminen angereicherten Produkts mit hohem Eiweißgehalt und erhöhter Verdaulichkeit bei gleichzeitiger Verringerung des Energieverbrauchs bei seiner Herstellung.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Methode bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Eiweißpräparats mit hohem B-Vitamingehalt auf der Basis von Süßmolke bereit, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass Molke durch Ultrafiltration in eine Eiweiß- und eine Lactosefraktion getrennt wird, wonach in der Lactosefraktion bei Anwesenheit von Vorläufern und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese und Nährstoff Propionibakterien gezüchtet werden, die zur B-Vitaminbiosynthese fähig sind, dann die Bakterien vom Nährstoff der Züchtung getrennt und mit der Eiweißfraktion zusammengeführt werden, wonach die zusammengeführten Fraktionen homogenisiert und gemeinsam getrocknet werden.

In bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Methode wird für die Produktion des Präparats Kuh- oder Schafs- oder Ziegenmolke verwendet. Weiterhin ist in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt, dass für die Produktion des Präparats Molke verwendet wird, die Caseinreste enthält.

Zudem ist in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen, dass die Eiweißfraktion (Retentat) sofort nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess direkt mit den Bakterien aus dem vorherigen Fermentationsprozess zusammengeführt und zusammen mit den Bakterien getrocknet wird.

In bestimmten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Eiweißfraktion (Retentat) nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess unter 10 °C, günstigerweise unter 4 °C gekühlt und bis zum Abschluss der Propionsäurefermentation aufbewahrt und erst dann mit den Bakterienzellen zusammengeführt und mit ihnen gemeinsam getrocknet wird.

In bestimmten Ausführungsformen zeichnet sich die erfindungsgemäße Methode zudem dadurch aus, dass die Eiweißfraktion (Retentat) nach der Trennung im Ultrafiltrationsprozess gekühlt, bis zum Abschluss der Propionsäurefermentation aufbewahrt und vor der Zusammenführung mit den Bakterien einer thermischen Pasteurisierung unter Temperaturen von 65-95 °C mit einer Dauer von 10 - 60 min unterzogen wird.

Darüber hinaus ist in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen, dass für die Fermentation des Molkepermeats der heraus selektierte Propionibakterienstamm Propionibacterium freundenreichii KT021 verwendet wird.

In bestimmten Ausführungsformen kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit organischen Zusätzen und Vorläufern der B 12- Vitaminsynthese sowie Stimulatoren des Bakterienwachstums in der Gesamtmenge von 20 mg/1 bis 100 g/1 angereichert wird.

Das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, kann in bestimmten Ausführungsformen mit Monosachariden oder/und Disacchariden oder/und Säurehydrolysaten oder enzymatischen Hydrolysaten pflanzlicher Polysacharide, günstigerweise Stärke oder Zellulose, angereichert werden.

In bestimmten Ausführungsformen kann das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit Glycerin, Erythrit, Mannitol oder Sorbitol angereichert werden.

In bestimmten Ausführungsformen kann das Molkepermeat, welches für die Propionibakterienzüchtung verwendet wird, mit Milchsäure oder Lactaten angereichert werden.

Weiterhin kann es in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen sein, dass das Permeat mit einer Bakterienzellsuspension in einer Menge geimpft wird, dass ihre Anfangskonzentration im Permeat über 10 5 cfu/ml, günstigerweise nicht weniger als 10 6 cfu/ml beträgt. Die erste Prozessphase der Propionibakterienzüchtung kann in bestimmten Ausführungsformen unter anaeroben oder mikroaeroben Bedingungen geführt werden.

Zudem kann das Permeat in bestimmten Ausführungsformen während der Propionibakterienzüchtung mit einem mechanischen Mischer oder hydraulisch mit einer Durchflussgeschwindigkeit gemischt werden, die eine gleichmäßige Suspension der Zellen im gesamten Nährstoffvolumen gewährleistet.

Zur Trennung der Bakterienzellen kann in bestimmten Ausführungsformen die Cross-Flow- Mikrofiltrationsmethode unter Verwendung von Membranen mit einer Porosität von 0,1-0,5 μιη eingesetzt werden.

Vor der Trocknung kann die Molkefraktion in bestimmten Ausführungsformen mit der Biomasse der Bakterienzellen gemischt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann zudem vorgesehen sein, dass die Eiweiß-Bakterien- Mischung bei der Produktion des Eiweiß- Vitamin-Präparats mit Gehalt an toten Bakterien während der Trocknung eine Temperatur über 60 °C, günstigerweise über 80 °C, zwecks thermischer Inhibition der Bakterien erreicht.

Weiterhin kann in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen sein, dass die Eiweiß- Bakterien-Mischung bei der Produktion des Eiweiß- Vitamin-Präparats mit Gehalt an lebenden getrockneten Bakterien während der Trocknung eine Temperatur unter 60 °C, günstigerweise unter 40 °C, erreicht.

Das pulverisierte Eiweiß-Vitamin-Präparat kann in bestimmten Ausführungsformen in luft-, feuchte- und lichtundurchlässige Verpackungen verpackt werden.

In der Methode gemäß der Erfindung wird Süßmolke, günstigerweise Labmolke, in die Eiweißfraktion (Retentat) und die Lactose-Mineral-Fraktion (Permeat) auf dem Wege der bekannten Ultrafiltration getrennt, wobei Membranen mit einer Ausschlussgrenze von 5-20 kDa verwendet werden. Dann wird das Rohpermeat ohne zusätzliche Sterilisierung oder Pasteurisierung unter Verwendung der Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 der Propionsäurefermentation unterzogen, wonach die gewonnene Biomasse mit der Mikrofiltrationsmethode vom fermentierten Präparat abgetrennt und mit der Eiweißfraktion (Molkeretentat) zusammengeführt wird. Das Ganze wird gemischt, der Homogenisierung unterzogen und dann mit der bekannten Methode der Zerstäubungstrocknung getrocknet. Das so gewonnene Produkt kann für die Ernährung von Menschen und für Futterzwecke genutzt werden. Für die Produktion des Präparats wird Süßmolke aus Milch verwendet, bei der Lab oder organische Säure für die Caseinfällung genutzt wurde. Besonders geeignet ist Molke, die möglichst viel Eiweiß und auch Molke, die ebenfalls Reste des ausgefällten Caseins enthält, z. B. Molke aus der Produktion von körnigem Quarkkäse (cottage cheese). Die verarbeitete Molke sollte mindestens 5% Trockenmasse, 0,5% Stickstoffverbindungen und 5% Lactose enthalten. Je größer der Anteil der aufgeführten Bestandteile ist, desto besser ist es.

Laut Erfindung wird die Molke erst gekühlt, am günstigsten auf eine Temperatur unter 10 °C und der Cross-Flow-Ultrafiltration durch eine Membran mit einer Ausschlussgrenze von 5 kDa oder größer - eine bekannte und allgemein verwendete Methode - unterzogen. Auf diese Art und Weise werden zwei Fraktionen gewonnen: das Retentat, enthält vor allem Eiweiße mit einem Molekulargewicht über 5.000, und das Permeat, das vor allem Lactose, Eiweiße mit geringem Molekulargewicht, Peptide und Aminosäuren sowie Mineralsalze enthält. Das Retentat, das von der Eiweißfraktion der Molke gebildet wird, wird in einen Behälter geleitet und mit der Bakterienbiomasse gemischt, die im vorherigen Produktionszyklus als Ergebnis des Fermentationsprozesses gewonnen wurde. Eine alternative Lösung kann die Leitung des Eiweißretentats in einen Behälter sein, der mit einer Kühlanlage ausgestattet wurde und die Aufrechterhaltung niedriger Temperaturen, günstigerweise unter 4 °C, bis zum Zeitpunkt der Zusammenführung mit dem durchfermentierten Permeat im Mischer erlaubt. Dem Fermentationsprozesses wird nur die Permeatfraktion unterzogen, aus der die Eiweiße mit einem Molekulargewicht über 5-10 kDa entfernt wurden.

Nach der Separation wird das Molkepermeat in den Fermenter geleitet, wonach es auf die Fermentationstemperatur erwärmt und sein Säuregrad auf die normale Reaktion geregelt wird. In den Bioreaktor wird eine Suspension von Propionibakterien eingeleitet. Das Permeat wird mit einer Suspension der Bakterienzellen mit einer Menge von mindestens 10 5 cfu/ml, günstiger sind jedoch 10 6 cfu/ml oder mehr, geimpft.

Für die Fermentation wird der Bakterienstamm Propionibacterium freundenreichii subsp. shermanii KT021, aufbewahrt in der Polnischen Kollektion der Mikroorganismen (Polska Kolekcja Mikroorganizmow) am Institut für Immunologie und Experimentelle Therapie "Ludwik Hirszfeld" (Instytut Immunologii i Terapii Doswiadczalnej im. Hirszfelda) in Wroclaw - Institute of Immunology and Experimental Therapy, Polish Academy of Sciences, Weigla 12, 53-114 Wroclaw, Polen - unter der Nummer B/00040 (hinterlegt am 23. Mai 2012) verwendet. Dieser Stamm zeichnet sich durch gute Fermentationsleistung und Widerstandsfähigkeit gegen Propionsäure aus.

Die Fermentation wird unter anaeroben oder mikroaeroben Bedingungen so durchgeführt, dass die Konzentration des gelösten Sauerstoffs 1 mg 0 2 /l nicht überschreitet. Nach 24-96 Stunden Fermentation wird in die Molke ein Zusatz bekannter B 12- Vitaminvorläufer, darunter Kobaltchlorid, 5,6-Dimethylbenzimidazol und para- Aminobenzoesäure eingebracht. Der Fermentationsprozesses wird bei Aufrechterhaltung der Bakterienzellen in der Zellsuspension über 5-7 Tage ausgeführt, was durch Mischung der Molke mit einer Geschwindigkeit über 10 U/min erzielt wird. Nach Beendigung der Fermentation wird das gesamte fermentierte Permeat zwecks Separation der Zellbiomasse der Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 der Mikrofiltration unterzogen, wobei Porositäten der Membran im Bereich von 0,1-0,5 μιη verwendet werden. Die abgetrennte Suspension der Bakterienzellen wird in den Mischer geleitet, in dem sie mit der Eiweißfraktion der Molke gemischt wird.

Anschließend wird das Ganze homogenisiert und zur Zerstäubungstrocknung geleitet. Der Trocknungsprozess wird bei einer Eingangslufttemperatur von ca. 150-180 °C und bei einer Ausgangslufttemperatur von 75-100 °C durchgeführt. Das pulverisierte Eiweiß- Vitamin- Präparat wird in hermetischen Verpackungen verschlossen, die das Produkt vor Feuchte und Licht schützen.

Beispiel 1

Kuhsauermolke wurde der Cross-Flow-Ultrafiltration bei Verwendung einer Keramikmembran mit einer Ausschlussgrenze von 10 kDa unterzogen. Das Retentat mit der Eiweißfraktion wurde in einen thermostatierten Behälter gepumpt und mit Eiswasser auf eine Temperatur von 2° C gekühlt. Das Molkepermeat wurde in einen Fermentationsbottich gepumpt und seine Temperatur wurde auf 28 °C, der Säuregrad auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt. In den Nährstoff wurde Hefeextrakt in der Menge von 1,6 g/1 eingebracht, gut gemischt und das Ganze wurde mit den Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 in der Menge von 5xl0 6 cfu/ml geimpft. Die Fermentation wurde über 72 Stunden bei ständigem Mischen und unter Aufrechterhaltung eines konstanten pH-Werts ausgeführt, wonach in den Nährstoff Vorläufer und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese eingebracht wurden - 5 mg/1 Kobaltchlorid, 15 mg/1 5,6-Dimethylbenzimidazol und 10 mg/1 para-Aminobenzoesäure - und die Fermentation über weitere 90 h fortgeführt wurde. Nach Beendigung der Fermentation wurden die Bakterien an einem Mikrofilter mit einer Porosität von 0,22 μιη abgetrennt und in einen Mischbehälter befördert. In der Zwischenzeit wurde die Eiweißfraktion der Molke einer Pasteurisierung in der Temperatur von 90 °C über 20 min unterzogen und in den Mischbehälter eingebracht. Nach dem Einschalten des Mischers wurde eine gleichmäßige, halbflüssige Masse gewonnen, die Molkeeiweiße, Propionibakterien und eine geringe Menge der flüssigen Molkefraktion enthielt. Diese Mischung enthielt ca. 18% Trockenmasse. Die Mischung wurde dann der Druckhomogenisierung unterzogen und zur Zerstäubungstrocknung geleitet. Die Zerstäubungstrocknung wurde bei einer Eingangslufttemperatur von 175 °C und bei einer Ausgangslufttemperatur von 82 °C durchgeführt. Das gesammelte getrocknete Gut wurde in feuchte-, licht- und sauerstoffundurchlässigen Verpackungen verpackt.

Beispiel 2

Schafslabmolke wurde der Cross-Flow-Ultrafiltration bei Verwendung einer Flachmembran mit einer Ausschlussgrenze von 5 kDa unterzogen. Das Retentat mit der Eiweißfraktion wurde in einen Behälter mit Mischer gepumpt, in den dann die Bakterienbiomasse aus dem vorherigen Fermentationszyklus eingeleitet wurde. Die Mischung wurde zwecks Homogenisierung einem intensiven Mischungsprozess unterzogen. Beim Mischen wurden der Mischung allgemein bekannte Zusätze für den Wärmeschutz hinzugefügt und das Ganze wurde zur Zerstäubungstrocknung geleitet. Die Eingangstemperatur der Trocknungsluft betrug ca. 180 °C, der Ausgangsluft 84 °C. Das gewonnene getrocknete Gut wurde in hermetischen Einzelverpackungen abgepackt. In der gleichen Zeit wurde das als Ergebnis der Ultrafiltration der Molke gewonnene Molkepermeat in den Fermentationsbottich gepumpt und seine Temperatur wurde auf 30 °C, der Säuregrad auf einen pH- Wert von 7,0 eingestellt. In den Nährstoff wurden Vorläufer und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese - 10 mg/1 Kobaltchlorid, 75 mg/1 5,6- Dimethylbenzimidazol und 10 mg/1 para-Aminobenzoesäure - eingebracht, gut gemischt und das Ganze wurde mit den Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 in der Menge von 2,3xl0 6 cfu/ml geimpft. Die Fermentation wurde bei ständigem Mischen und Aufrechterhaltung eines konstanten pH-Werts über 168 Stunden geführt. Nach Beendigung der Fermentation wurden die Bakterien an einem Mikrofilter mit einer Porosität vom 0,45 μιη abgetrennt und in einen Mischbehälter befördert, wo sie 30 min auf die Mischung mit der Eiweißfraktion der nächsten Produktionscharge warteten.

Beispiel 3.

Sauermolke wurde der Cross-Flow-Ultrafiltration bei Verwendung einer Spiralmembran mit einer Ausschlussgrenze von 15 kDa unterzogen. Das Retentat mit der Eiweißfraktion wurde in einen Mischbehälter gepumpt, in dem es mit der Bakterienbiomasse aus dem vorherigen Fermentationszyklus gemischt wurde.

Parallel dazu wurde das Molkepermeat in einen Fermentationsbottich gepumpt und seine Temperatur wurde auf 32 °C, der Säuregrad auf einen pH-Wert von 7,2 eingestellt. Der Nährstoff wurde mit Hefeextrakt in der Menge von 1,5 g/1, Stärkehydrolysat mit einem Glukosegehalt von 95% in der Menge von 20 g/1 angereichert, gut gemischt und das Ganze wurde mit den Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 in der Menge von 7,6xl0 6 cfu/ml geimpft. Die Fermentation wurde über 150 Stunden bei ständigem Mischen und unter Aufrechterhaltung eines konstanten pH-Werts ausgeführt, wobei nach den ersten 24 Stunden Fermentation in den Nährstoff Vorläufer und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese - 20 mg/1 Kobaltchlorid, 20 mg/1 5,6-Dimethylbenzimidazol und 15 mg/1 para-Aminobenzoesäure - eingebracht wurden. Nach Beendigung der Fermentation wurden die Bakterien durch Mikrofiltration an einer 0,22 μιη Membran abgetrennt und die Zellbiomasse wurde in einen Mischbehälter befördert.

In der Zwischenzeit wurde die Eiweißfraktion der Molke mit den Bakterien, die aus dem vorherigen Produktionszyklus gewonnen wurden, und mit 5% Maltodextrin gemischt, dann der Druckhomogenisierung unterzogen, wonach sie zur Zerstäubungstrocknung geleitet wurde. Die Zerstäubungstrocknung wurde bei einer Eingangslufttemperatur von 160 °C und bei einer Ausgangslufttemperatur von 90 °C durchgeführt. Das gesammelte getrocknete Gut wurde in feuchte-, licht- und sauerstoffundurchlässigen Verpackungen verpackt.

Beispiel 4

Kuhlabmolke aus der Produktion von körnigem Quarkkäse mit Caseinresten wurde der Cross- Flow-Ultrafiltration unter Verwendung einer Membran aus Celluloseacetat und mit einer Ausschlussgrenze von 10 kDa unterzogen. Das Retentat mit der Eiweißfraktion wurde in einen thermostatierten Behälter gepumpt und mit Eiswasser auf eine Temperatur von 2° C gekühlt. Das Molkepermeat wurde in einen Fermentationsbottich gepumpt und seine Temperatur wurde auf 28 °C, der Säuregrad auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt. In den Nährstoff wurden 30 g/1 Lactose, 10 g/1 Natriumlactat, 5 g/1 Sorbitol, 2 g/1 Hefeextrakt eingebracht, gut gemischt und das Ganze wurde mit den Bakterien Propionibacterium freundenreichii KT021 in der Menge von 5xl0 6 cfu/ml geimpft. Die Fermentation wurde über 84 Stunden bei ständigem Mischen und unter Aufrechterhaltung eines konstanten pH- Werts ausgeführt, wonach in den Nährstoff Vorläufer und Stimulatoren der B 12- Vitaminsynthese eingebracht wurden - 5 mg/1 Kobaltchlorid, 25 mg/1 5,6-Dimethylbenzimidazol und 12 mg/1 para-Aminobenzoesäure - und die Fermentation über weitere 80 h fortgeführt wurde. Nach Beendigung der Fermentation wurden die Bakterien an einem Mikrofilter mit einer Porosität von 0,22 μιη abgetrennt und in einen Mischbehälter befördert. In der Zwischenzeit wurde die Eiweißfraktion der Molke einer Pasteurisierung in der Temperatur von 90 °C über 20 min unterzogen und in den Mischbehälter eingebracht. Nach dem Einschalten des Mischers wurde eine gleichmäßige, halbflüssige Masse gewonnen, die Molkeeiweiße, Propionibakterien und eine geringe Menge der flüssigen Molkefraktion enthielt. Die Mischung wurde dann der Druckhomogenisierung unterzogen und zur Zerstäubungstrocknung geleitet. Die Zerstäubungstrocknung wurde bei einer Eingangslufttemperatur von 170 °C und bei einer Ausgangslufttemperatur von 95 °C durchgeführt. Das gesammelte getrocknete Gut wurde in einen hermetisch verschlossenen Mischer gegeben, wobei 1 g/kg Natriumascorbat und 2 g/kg Magnesiumsilikat hinzugefügt wurden. Das Ganze wurde sorgfältig gemischt, wonach das Pulver in licht- und sauerstoffundurchlässige Verpackungen verpackt wurde.