DE2145158A1 - Verfahren zur Behandlung von Futtergetreide - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dr. rer. nat. Dieter Louis
Dipl.-Phys.Claus Pöhlau
Dipl.-Ing. Franz Lohrentz
85 Nürnberg

Keßlerplatz 1 9. September 1971

12 3o4 Lo/He

L'ALIMENTATION ZOOTECiINIQUE S.A., Moulins-Yzeure,France

Verfahren zur Behandlung von Futtergetreide

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Futtergetreide für Wirbeltiere. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von vorzersetztem oder vorverdautem Futtergetreide, durch welches auf diätetische und zootechnische Weise die mangelhafte Verdauung der bekannten Getreidearten in rohem oder nicht behandeltem Zustand verbessert wird.

Als Wirbeltiere kommen beispielsweise Säugetiere, insbesondere Kälber, sowie Vögel und Fische in Betracht.

Bei einem jungen Säugetier, insbesondere bei einem Vorwiederkäuer (beispielsweise einem Kalb), führt die mangelhafte Verdauung von nicht behandelten Futtermitteln zu physiologischen Beschwerden. Andererseits ist es eine bekannte Tatsache, daß die alleinige Verabreichung von Milch nicht in allen Fällen angenommen wird und daß, vom zootechnischen Standpunkt aus, diese eine mühsame Ernährungspraxis darstellt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein junges Säugetier nicht über die Vielfalt von Enzymen verfügt, die ihm eine normale Assimilation der Futtermittel in ihrer ursprünglichen Form gestatten, besteht Bedarf nach einem Verfahren zur Herstellung von Futtergetreide, in dem

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dieses als Folge einer Veränderung seiner physikalischen und chemischen Struktur zu einer metabolisierbaren Nahrungsmittelzusammensetzung durch Verdauungsähnliche oder -gleichzusetzende Mechanismen der jungen Tiere geformt wird. Ein solches Verfahren würde das Futtergetreide auch für das Schlachtkalb im Vor-Wiederkäuerstadium assimilierbar machen, während bisher das bereits wiederkäuende Kalb (Jungrind) als einziges in der Lage war, die Verdauung von lediglich geschmacklich verändertem oder zerkleinertem Futtergetreide durchzuführen, wobei auch dies noch wenig zufriedenstellende Resultate erbrachte.

Es ist daher Aiijabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von leicht assimilierbaren Futtermitteln, insbesondere Futtergetreide, vorzuschlagen, das für junge Tiere bekömmlich ist. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, für junge Säugetiere vorverdautes oder vorzersetztes Futtergetreide herzustellen. Schließlich besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Behandlungsverfahren für Futtergetreide vorzuschlagen, das zumindest teilweise die dem Wiederkäuvorgang zukommende Rolle bei der Verdauung von ursprünglichen vegetarischen Futtermitteln übernimmt, da ein solcher Wiederkäu-VerdauungsVorgang bei einem jungen Säugetier nicht stattfinden kann. Erfindungsgemäß werden diese Ziele dadurch erreicht, daß das Futtergetreide auf einem eine fermentative und enzylmatische Wirkung ausübenden Substrat, gegebenenfalls unter Zugabe von dispersionsfördernden Mitteln dispergiert wird, daß das Gemisch auf einer die mikrobiologische und mycologische Vermehrung begünstigenden Temperatur gehalten wird und daß nach Zugabe von

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Microorganismen und nach Eintreten einer ausreichenden fermentativen Wirkung enzymatisch wirkende Mittel züge-' geben werden und anschließend dehydriert wird.

Obwohl das erfindungsgemäß erzeugte modifizierte Futtergetreide vor allem der Ernährung von jungen Säugetieren aus den vorstehend angegebenen Gründen dient, ist es selbstverständlich, daß der Begriff "Säugetier", wie er vorstehend verwendet wurde, nicht einschränkend zu verstehen ist (beispielsweise auf Schlachtkalb beschränkt), sondern daß das modifizierte Futtergetreide in gleicher Weise zur Fütterung von bereits wiederkäuenden Tieren, z.B. Jungrindern, oder sonstigen Tieren herangezogen werden kann.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren angewendeten Futtergetreidesorten können sich aus jeder als eigentliches Getreide zu bezeichnenden Getreideart sowie aus allen stärkehaltigen und Zellulose-Produkten natürlichen Wachstums, sowie aus deren Mischungen zusammensetzen.

Wie bereits vorstehend angedeutet, ist jedes Substrat, das eine fermentative und enzymatische Wirkung entfaltet, für das erfindungsgeraäße Verfahren insofern anwendbar, als es eine Dispersion des Futtergetreides erlaubt. Beispielsweise können hierfür Wasser, Milch oder deren Produkte, reine Säfte oder Rückstände, die bei der Umwandlung von organischen oder mineralischen Stoffen in ihren Zustand und/oder nach deren Mischung entstehenden Exsudate oder Seren oder auch andere Modifikationen eingesetzt werden. Als organische Stoffe kommen insbesondere die Flüssigkeiten in Frage, die bei der industriellen Umwandlung von Naturprodukten und Gemüsen (Stärkemehlherstellung, Konservierung, Destillierung, Saftherstellung aus Früchten usw.)

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entstehen. Als mineralische Stoffe können darüber hinaus normales oder modifiziertes Meerwasser, geologische Flüssigkeiten im allgemeinen und insbesondere Petrolflüssigkeiten verwendet werden.

Die Dispersion wird durch die Zugabe von Zusätzen wie Phosphor in Form von Salzkomplexen, Zitronensäure, Fumaronsäure usw. begünstigt. Der pH-Wert des Reaktionsmediums liegt vorzugsweise auf der sauren Seite. In jedem Fall kann jedoch die Ionenreaktion in Abhängigkeit von der angewendeten Technologie wechseln.

Die Reaktionsteraperatur ergibt sich aus den thermischen Erfordernissen der verwendeten Stämme und Enzyme. ~Im allgemeinen läßt sich jede Temperatur anwenden, die die mikrobiologische, ideologische und enzymatische Entwicklung begünstigt. Vorzugsweise liegt die Temperatur in einem Berdch zwischen etwa 25 und etwa 3o° C für den Quellvorgang und zwischen etwa 3o und 37° C für die Fermentierung und die enzymatische Hydrolyse.

Die verwendeten Mikroorganismen werden durch alle glucidolytischen Stämme und Hefen gebildet, die sich in dem vorhandenen Milieu vermehren, um den Gehalt an Proteinen und deren Eigenschaft in dem Endprodukt zu verbessern. Es werden speziell laotische Streptokokken, Lactobazillen sowie Nährhefen bevorzugt. Zu den in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Enzyme zählen alle diejenigen, die eine spezielle Wirkung auf die Polyholoside und die Proteine in freier oder in gebundener (Schicht-) Form ausüben. Es waden speziell diejenigen bevorzugt, die eine doppelte Wirkung auf Stärke und Zellulose ausüben, wobei darauf

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Rücksicht genommen wird, daß die fermentative Wirkung aufgrund ihrer enzymatischen Verwickeltheit eine Einwirkung auf die proteidischen Bestandteile des Mediums erlaubt.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer teilweisen und künstlichen Wiederkäuung des Futtergetreides:

a) durch physikalische Einwirkung: Zermahlen und Aufquellen bei biologischer Temperatur;

b) durch chemisahe Einwirkung: Aufquellen in einem Milieurvon gesteuerter ionischer Reaktion und in Gegenwart von hydrolysierenden Mitteln;

c) durch biochemische Einwirkung; Veränderung der hydrolysierbaren Bestandteile des Futtergetreides auf zuerst mikrobiologischem und anschließend enzymatischem Wege; und

d) durch thermische Einwirkung: Reduktion der enzymatischen Mechanismen und Deshydrierung bis zu dem gewitschten pulverförmigen Zustand.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren gibt man sich somit nicht lediglich damit zufrieden, daß Futtergetreide einfach zu "kochen" oder es fein zu mahlen, sondern es werden die organischen Bestandteile des Futtergetreides durch eine fermentative Dreifachwirkung (amylolytisch, zellulolytisch und proteülytisch)aufbereitet, um auf diese Weise ein Futtermittel zu erzeugen, das im Labmagen oder eventuell auch im Magen jedes jungen Säugetieres assimiliert werden kann.

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Gemäß durchgeführten Versuchen hat die Anwendung der vorstehenden Techniken auf einfache Getreidemehle mit folgenden Analysewerten:

Feuchtigkeit 15 % (Mindestwert) Proteine Io % (Höchstwert)

nicht stickstoffhaltige Extrakte (1) 75 %,

wobei (1) an reduzierenden Zuckern arme Extrakte bedeutet, zu folgenden Veränderungen geführt:

Feuchtigkeit 5 % (Maximalwert)

Proteine (1) 11 % (Mindestwert) nicht stickstoffhaltige Extrakte (2) 84 % (Maximalwert) ,

wobei (1) bei den Proteinen eine Vermehrung des proteidischen Anteils aufgrund der mikrobiologischen Synthese (es sei hier auf dielleichte Verdaubarkeit der auf diese Weise erhaltenen Proteine hingewiesen) und

(2) bei den nicht stickstoffhaltigen Extrakten der relative Reichtum an assimilierbaren Zuckern hervorzuheben ist, unter denen neben den reduzierenden Zuckern andere Glucide auftauchen, welche die Maillard-Reaktion nicht beeinflussen.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt in gleicher Weise, wie dies beim Wiederkäuvorgang der Fall ist, zur Synthese von Wachstumsfaktoren der Gruppe B , nämlich zu Riboflavinen, Niacinen, Pantothensäuren, Pyridoxinen usw.

Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt schließlich auch Veränderungen der chemischen Struktur und Modifikationen der physikalischen Eigenschaften. Tatsächlich wandelt sich

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die organoleptische Berührungsempfindung, die für die Mahlprodukte von Puttergetreide als kalkartig für den Gaumen und klumpig beim Drücken in der Hand charakteristisch sind, dergestalt,um , daß man die Empfindung eines Pulvers höherer Feuchtigkeit hat. Darüber hinaus entsteht ein zuckriger und biskuitartiger Geschmack und ein leicht hygroskopischer Effekt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem Fermentationsbehälter durchgeführt, der für die Aerobiose günstig und möglicherweise unoxydierbar ist,um die angestrebten enzymatischen Wirkungen steuern zu können.

Die vorliegende Erfindung führt zu pulverförmigen Futtermitteln, die durch den Verdauungsapparat von Wirbeltieren im allgemeinen und insbesondere von jungen Säugetieren aufgrund von fermentativen Vorgängen in mikrobiologischem und mycrologischem Bereich assimilierbar sind, wobei diese Vorgänge durch komplementäre enzymatische Wirkungen vervollständigt werden, die auf die polyholosidischen Bestandteile der Quellstoffe einwirken. Daraus resultiert gegenüber den rohen und nicht behandelten Futtermitteln

a) eine Erhöhung des Anteils an reduzierenden Zuckern,

b) eine Erhöhung des Prozentsatzes an proteinhaltigen Stoffen,

c) eine Erhöhung des Anteils an Wachstumfaktoren und

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d) eine erhöhte Zugänglichkeit der proteidischen Komponenten für die Verdauungssäfte.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das jedoch keine Einschränkung des Erfindungsgedankens bewirken soll.

Beispiel;

In einen nicht oxydierbaren Behälter, der vorzugsweise zur Kultivierung von Hefebazillen geeignet ist, werden 6000 1 " Buttermilch oder Lactoserum von 3o bis 35 % eingegossen, dem 4ooo kg eines oder mehrerer Getreide zugegeben werden. Außerdem werden loo kg Natriumpyrophosphat zugegeben. Der pH- Wert der Lösung liegt dann zwischen 4 und 5 .

Nach der Homogenisierung der Mischung wird das Reaktionsmedium mit einem Stamm einer Nährhefe geimpft, nämlich mit 25o kg "Biomasse". Das Produkt wird 15 Stunden lang quellen gelassen, anschließend werden loo kg Bicalciumphosphat sowie 2o kg einer Enzymmischung folgender Zusammensetzung zugegeben: Amyläse, Invertase, Pektinase, Galactosidase, Cellulase und Protease zu gleichen Teilen* k Diese Zugaben läßt man 6 Stunden lang bei etwa 3o - 4o° C einwirken. Nach der Zugabe eines Aromamittels (Vanille) wird die Konzentration so eingestellt, daß der Quellvorgang den in der Industrie üblichen Trocknungseinricltangen angepaßt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich somit in der Weise dar, daß Futtergetreide oder Futtermehl in einem Reaktionssubstrat dispergiert wird, wobei die Dispersion durch Zugabe von Zusätzen gefördert wird. Daraufhin wird die Mischung auf einer Temperatur gehalten, die die Erzeugung von Mikroorganismen begünstigt und danach wird, nach Eintreten einer ausreichenden fermentativen Wirkung, ein diastasisches Mittel zugegeben. Zuletzt wird dehydriert.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von Puttergetreide und Futtermehl für Wirbeltiere, dadurch gekennzeichnet, daß das

. Futtergetreide oder Futtermehl auf einem eine fermentative und enzymatische Wirkung ausübenden Substrat, gegebenenfalls unter Zugabe von dispersionsfördernden Mitteln dispergiert wird, daß das Gemisch auf einer die mikrobiologische und mycjfologische Vermehrung begünstigenden Temperatur gehalten wird und daß nach Zugabe von Mikroorganismen und nach Eintreten einer ausreichenden fermentativen Wirkung enzymatisch wirkende Mittel zugegeben werden und anschließend dehydriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

daß als Futtergetreide eigentliche Getreide oder Futtermehle, stärkehaltige Produkte, zellulosehaltige Produkte von natürlichem Wachstum und deren Mischungen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

daß als Dispersionsmedium jedes Substrat verwendet wird, das eine fermentative und enzymatische Wirkung entfaltet.

4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß als Dispersionsmedium Wasser, Milch oder Milchprodukte, reine Säfte oder Rückstände, Exsudate oder Seren, die aus der Umwandlung organischer oder mineralischer Stoffe in reinem Zustand und/oder nach ihrer Mischung entstehen, oder jede andere Modifikation verwendet werden.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur für den Quellvorgang bei etwa 25 - 3o° C und für die Fermentation und die enzymatische Hydrolyse bei etwa 3o - 37° C liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Mikroorganismen glucidoIytische Stämme und Nährhefen verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß als Mikroorganismen lactische Streptokokken,

fc Lactobazillen und Nährhefen verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Enzyme solche verwendet werden, die eine spezifische "Wirkung auf die Polyholoside und die Proteide in freier oder gebundener Form ausüben.

9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion durch Zugabe von Zusätzen, wie z.B. Phosphor in Form von Salzkomplexen, Zitronensäure, Fumaronsäure, gefördert wird und daß der pH-Wert des Reaktionsmediums vorzugsweise auf der sauren

^ Seite liegt.

Io. Vorverdaute Futtermittel, hergestellt nach den Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 .

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