DD287273A5 - Verfahren zur herstellung von sulfatarmen proteinhydrolysaten auf enzymatischem wege - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen enzymatischen Proteinhydrolysaten fuer kosmetische Zubereitungen. Ziel der Erfindung ist es, bei der enzymatischen Hydrolyse von sulfathaltigen Substraten Proteinhydrolysate mit einem Sulfatgehalt von maximal 0,7% bei 40% Trockenmasse herzustellen. Erfindungsgemaesz wird das durch Einsatz von Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid bei der Statierung eines im Arbeitsbereich des eingesetzten alkalischen Enzyms liegenden p H-Wertes waehrend der enzymatischen Reaktion und durch Erhitzen des Reaktionsgemisches auf 110 bis 120C zum Reaktionsabbruch sowie Filtration der Feststoffe bei Temperaturen um 100C erreicht.{sulfatarme Proteinhydrolysate; enzymatische Hydrolyse; chromgegerbte Lederabfaelle; p H-Statierung; Calciumhydroxid; Reaktionsabbruch; Erhitzen; Druckgefaesz}

Description

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Es ist bekannt, daß zur Herstellung von Proteinhydrolysaten aus kollagenhaltigen Rohstoffen bakterielle, tierische und

pflanzliche Proteasen eingesetzt werden. Es werden Proteasen aus verschiedenen Bacillusarten beschrieben (DE-OS 2252281,

DE-OS 2643012, DE-OS 2705671, DE-OS 2709035), die für die Hydrolyse von kollagenhaltigen Rohstoffen geeignet sind. Das Ziel dieser Verfahren ist sowohl in der vollständigen und schnellen Beseitigung von Abprodukten, insbesondere der Lederindustrie, als auch in der Weiterverwendung der Hydrolysate zu gewerblich verwertbaren Produkten zu sehen, jedoch ohne

daß zur Weiterverwendung weitere Ausführungen gemacht werden. Die Verfahren behandeln nicht die Aufarbeitung der

Hydrolysate zu brauchbaren mineralstoffarmen Ausgangsprodukten für die kosmetische oder Waschmittelindustrie. In DD-WP 212983 und DD-WP 243715 wird die enzymatische Gewinnung von Proteinhydrolysaten aus chromgegerbtem Abft'lleder vorgeschlagen, hier allerdings mit dem Ziel der Aufarbeitung der Hydrolysate zu kosmetisch verwendbaren

Produften.

Die Herstellung der in DD-WP 243715 verwendeten Serinprotease ist Gegenstand des DD-WP 241533, in dem auch bereits auf

die vorgenannte Verwendung hingewiesen wird.

Für die problemlose Weiterverarbeitung dieser enzymatisch gewonnenen Proteinhydrolysate im technischen Maßstab sowie für

die Gewinnung qualitativ einwandfreier kosmetischer Produkte ist es notwendig, daß die Proteinhydrolysate weitgehend frei von Calcium- t'.id Sulfationen sind.

Diese Notwendigkeit wird in DD-WP 212983 und DD-WP 243715 nicht berücksichtigt. Nach deren Lehren wird ein ProteinhydrC'lysat mit hohen Anteilen an Calcium- und Sulfationen erhalten, was zu beträchtlichen Schwierigkeiten bei der

technologischen Bearbeitung und zu hierin minderwertigen kosmetischen Produkten führt.

ZIoI der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines auf enzymatischem Wege aus sulfathaltigen Substraten, wie z. B. Chromfalzspänen oder Chromspaltleder, gewonnenen Proteinhydrolysates mit einem minimalen Gehalt an Calcium- und Sulfationen, ohne daß hierzu zusätzliche Reinigungs- oder Fällungsoperationen notwendig werden.

Darlegung des Wesens dar Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Einhaltung des Arbeitsbereichs des jeweils eingesetzten alkalischen Enzyms

(Temperatur, pH-Wert, Zeit, Enzymmenge) zur Herstellung von Proteinhydrolysaten mit den für hochwertige Kosmetika erforderlichen Eigenschaften Bedingungen zu finden, die während des technologischen Regimes der enzymatischon Hydrolyse die Beseitigung des Sulfates bis auf einen Restgehalt von maximal 0,7% und die Herstellung eines zugleich praktisch calgiumionenfreien Produktes ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird das durch Einsatz einer wäßriger Calciumoxid- bzw. -hydroxidaufschlämmung zur Stationierung eines

im Arbeitsbereich des eingesetzten alkalisch aktiven Enzyms liegenden pH-Wertes während der enzymatischen Reaktion und durch den Reaktionsabbruch bei 110 bis 12O⁰C sowie durch eine Temperatur um 100⁰C bei der Filtration erreicht.

Die herkömmliche pH-Statierung mit Alkalien, wie z. B. Natriumhydroxid, ist dagegen ungeeignet, das angestrebte Ziel .'.u

erreichen.

Die erfindungsgemäßen Bedingungen verändern in ihrer Gesamtheit im vorliegenden Vielstoffsystem das chemische Gleichgewicht zwischen Calciumionen und Sulfationen zugunsten der Bildung unlöslichen Calciumsulfates völlig überraschend

derart weitgehend, daß nach der sich anschließenden Calciumabtrennung mit Natriumcarbonat das Konzentrat des praktisch calciumionenfreien Hydrolysates einen Sulfatgehalt von maximal 0,7 % aufweist.

Calciumionen sind durch Oxalatfällung nicht mehr nachweisbar. Das Verfahren ist geeignet für die Proteinhydrolyse mittels alkalisch wirksamer Enzyme, deren pH-Arbeitsbereiche in einem Gebiet bis pH 10,7 liegen. Die zur Anwendung kommende Menge Enzym richtet sich nach dessen Aktivität und dem gewünschten Hydrolyseeffekt.

Die Aktivität des Enzyms sowie die Hydrolyse des Proteins werden durch die erfindungsgemäßen Mittel nicht beeinträchtigt. Das durch die enzymatische Hydrolyse freigesetzte Cr⁺⁺⁺ wird als Chromhydroxid ausgefällt, das sich nach Abbruch der enzymatischen Reaktion zusammen mit überschüssigem Calciumhydroxid und Calciumsulfat in leichtfiltrierbarer Form abtrennen läßt.

Die Wahl der Bedingungen der enzymatischen Reaktion zur Erreichung eines bestimmten Molmassenspektrums oder eines gewünschten Abbaugrades ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keinen Änderungen gegenüber den herkömmlichen enzymatischen Verfahren unterworfen.

Ausfuhrungsbelsplele Beispiel 1

100g Chromfalzspäne werden unter Zusatz von 12g Calciumoxid in 1180ml Leitungsv asser unter Rühren 20min gekocht. Nach

Abkühlen des Ansatzes auf 5O⁰C und Einstellung des pH-Wertes auf 9,3 mit HCI erfolgt die Zugabe von 1,2 ml alkalischer Protease

der Aktivität 1000 TE_Hb/ml.

Der pH-Wert des Ansatzes wird während.der enzymatischen Reaktion durch portionsweise Zugabe von Calciumhydroxid auf 9

gehalten.

Die Temperatur der Reaktion wird auf 5O⁰C thermostatiert. Nach 3h Reaktionszeit wird das Reaktionsgemisch zwecks Inaktivierung des Enzyms und Ausfällung des größten Anteils der Sulfationen als Calciumsulfat in einem Druckbehälter auf 110 bis 120⁰C erhitzt. Nach 20 bis 30min wird der Dampfdruck

entspannt und die Feststoffe wurden rasch unter Aufrechterhaltung einer Temperatur um 100⁰C abgetrennt.

Das klara Filtrat wird bei bestehendem pH-Wert mit Natriumcarbonat von Calciumionen befreit und weiter zu einem neutralen

konzentrierten Hydrolysat aufgearbeitet.

Es resultiert ein Produkt mit 0,34% Sulfatgehalt bei 40% Trockenmasse. Calciumionen sind als Oxalat nicht nachweisbar. Beispiel 2

85g Chromspaltleder werden unter Zusatz von 10g Calciumoxid in 1000ml Leitungswasser unter Rühren 30min gekocht. Nach

Abkühlen des Ansatzes auf 5O⁰C und Einstellung des pH-Wertes auf 9,8 mit HCI erfolgt die Zugabe von 1,0 ml alkalischer Protease

derAktivität1300TE_Hb/ml.

Der pH-Wert des Ansatzes wird während der enzymatischen Reaktion durch portionsweise Zugabe von Calciumhydroxid auf

der.i optimalen Wert 9,0 des Enzyms gehalten. Die Temperatur der Reaktion wird auf 5O⁰C, den optimalen "Vtrt des Enzyms, statiert.

Nach 2,5h Reaktionszeit wird das Reaktionsgemisch zwecks Inaktivierung des Enzyms und Ausfällung des größten Anteils der Sulfationen als Calciumsulfat in einem Druckbehälter auf 110 bis 120°C erhitzt. Nach 20 bis 30min wird der Dampfdruck

entspannt und die Feststoffe werden rasch unter Aufrechterhaltung einer Temperatur um 100°C abgetrennt. Die weitere

Aufarbeitung erfolgt nach Beispiel 1. Es resultiert ein Produkt mit 0,54% Sulfatgehalt bei 40% Trockenmasse. Calciumionen sind als Oxalat nicht nachweisbar.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von sulfatarme.ι Proteinhydrolysaten auf enzymatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß während der enzymatischen Hydrolyse sulfatreicher proteinhaltiger Rohstoffe ein für das jeweils eingesetzte alkalisch aktive Enzym im Arbeitsbereich des Enzyms liegenderpH-Wert durch Zusatz von Calciumoxid- bzw. Calciumhydroxidsuspension statiert wird und der Reaktionsabbruch durch Erhitzen des Reaktionsgemisches in einem Druckbehälter auf 110 bis 120⁰C erfolgt, worauf die Feststoffe bei einer Temperatur zwischen 98 und 100⁰C abgetrennt werden.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen auf enzymatischem Wege hergestellten Proteinhydrolysaten aus sulfatreichen proteinhaltigen Rohstoffen für kosmetische Zubereitungen.