Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Verbleib in Knochen gebundener Rückstände von Tetracyclinen während der Herstellung von Gelatine mit dem sauren Aufschlussverfahren

Schulze, Frauke

Bones of slaughtered animals are extensively used as raw material for the production of gelatin. As bound tetracycline residues are frequently found in bones of slaughtered animals, the production steps should ensure the complete elimination of any tetracycline residues in bones. In previous studies on the production of gelatin from pig bones, tetracycline residues were found in the gelatin (WEIDENBERG 2002). Continuing these studies in the present study, the industrial production of acid processed gelatin was simulated at the laboratory scale  using pig bones containing tetracyclines. The aim of the study was to determine where bound oxytetracycline, tetracycline and chlortetracycline residues in bones remain during the process. In addition to the bones and the gelatin, the intermediate products and the industrial effluents were analyzed for tetracycline residues. Further, a laboratory-scale ion exchange was performed to determine its suitability for eliminating tetracycline residues in gelatin; in industry the ion exchange is used for the desalination of gelatin. -          The extraction of tetracyclines from bones and ossein was performed with 1 M hydrochloric acid, while for the gelatin samples a pepsin solution was used. Following the results of first step experiments on the extraction of tetracyclines from bones, the bones were ground to a grain size of 1-2 mm and further extracted with hydrochloric acid for two days to ensure complete extraction of the tetracycline residues. -          The bones were macerated in 6 % hydrochloric acid for 6 days, changing the acid solution daily. Afterwards the ossein was treated with 0,18 N sulphuric acid for 7 hours. The process  led to complete release of the bound tetracycline residues to the acid. -  The tetracyclines were released from the bones into the acid over the entire period of maceration with partial, time-dependent degradation of tetracycline to anhydrotetracycline: 19 – 23 % of the total oxytetracycline was released on each of the first four days, after which there was decrease. The chlortetracycline was released with the highest amounts after a delay, with 22 % and 20 % of the total chlortetracycline measured on the third and the fourth days. Amounts of both tetracycline and anhydro-tetracycline were measured continously during the first three days, after which there was considerable conversion of tetracycline to anhydrotetracycline. -          Tetracycline was not detected in the ossein nor in the gelatin at any stage of the extraction process at various temperatures. -          When gelatin spiked with tetracycline and anhydrotetracycline was passed through the ion exchange columns, 98 % of the tetracycline and 100 % of the anhydro-tetracycline was removed by the ion exchanger. Conclusions: Because tetracycline residues are frequently found in bones used to produce gelatin and with  respect to the results of this study, it is recommended that the regulations governing the production of gelatin include the length of time for maceration in acid solution as well as the concentration of the acid. For gelatin production, it would also be advisable to select bones containing no detectable tetracycline residues. This is also in the interest of environmental protection: prevention of tetracycline input into the environment via the waste water and by-products, e.g., calciumphosphate.

Für die Herstellung des Lebensmittels Gelatine werden als Rohstoffe in großem Umfang Knochen geschlachteter Tiere verwendet. Da gebundene Rückstände von Tetracyclinen in Knochen tauglich beurteilter, geschlachteter Tiere einen häufigen Befund darstellen, sollten die Produktionsschritte während der Herstellung von Gelatine eine vollständige Elimination eventueller Tetracyclin-Rückstände aus dem Ausgangsmaterial gewährleisten. Bei der experimentellen Gelatineproduktion aus tetracyclinhaltigen Schweineknochen konnten Rückstände von Tetracyclinen in der Gelatine nachgewiesen werden (WEIDENBERG 2002). In Fortsetzung dieser Untersuchungen wurde unter weitgehender Simulation der tatsächlichen industriellen Bedingungen die Herstellung von Gelatine aus tetracyclinhaltigen Schweineknochen im Labormaßstab durchgeführt. Als Herstellungsverfahren wurde das saure Aufschlussverfahren gewählt. Ziel der Arbeit war es, den Verbleib der gebundenen Rückstände von Oxytetracyclin, Tetracyclin und Chlortetracyclin in Knochen während des Herstellungsprozesses aufzuzeigen. Außer den Ausgangsmaterialien und dem Endprodukt Gelatine wurden die Zwischenprodukte und die während des Herstellungsprozesses entstehenden Abfälle und Abwässer mittels HPLC auf Rückstände von Tetracyclinen untersucht. Außerdem wurde das Ionenaustauschverfahren, das in der Industrie im Anschluss an die Extraktion zur Entsalzung der Gelatine durchgeführt wird, im Labormaßstab nachgestellt und hinsichtlich seiner Eignung, Rückstände von Tetracyclinen aus Gelatine zu eliminieren, überprüft. -           Die Extraktion der Tetracycline aus Knochen und Ossein erfolgte unter Verwendung von 1 M HCl, während für die Gelatineproben Pepsinlösung verwendet wurde. In Vorversuchen zur Aufarbeitung von Knochen erwies sich die feine Vermahlung der Knochen auf eine Partikelgröße von 1-2 mm und die anschließende zweitägige Extraktion mit HCl als notwendig für eine vollständige Erfassung der gebundenen Tetracyclin-Rückstände in Knochen. -          Die Mazeration der Knochen während der Gelatineherstellung wurde mit 6 %iger HCl über insgesamt 6 Tage durchgeführt, wobei ein täglicher Wechsel der Säure erfolgte. Anschließend wurde das entstandene Ossein für 7 h mit verdünnter (0,18 N) H2SO4 behandelt. Die Mazeration führte zu einer vollständigen Freisetzung der Tetracyclin-Rückstände am Rohstoff Knochen in die Säure. -          Tetracycline wurden über den gesamten Zeitraum der Mazeration aus den Knochen freigesetzt und in der Säure nachgewiesen, wobei eine teilweise Umwandlung von Tetracyclin in Anhydrotetracyclin stattfand. Die tägliche Oxytetracyclin-Freisetzung erfolgte in den ersten vier Tagen kontinuierlich zwischen 19 % und 23 % der Gesamtmenge und nahm ab dem fünften Tag ab. Die Chlortetracyclin-Freisetzung erfolgte verzögert: am dritten und vierten Tag wurden mit 22 % und 20 % die anteilig höchsten Mengen freigesetzt. Während die Freisetzung von Tetracyclin während der ersten drei Tage kontinuierlich erfolgte, kam es ab dem vierten Tag zu einer starken Umwandlung in Anhydrotetracyclin. -           Es konnten im Ossein und in der mehrstufig bei verschiedenen Temperaturen extrahierten Gelatine keine Rückstände von Tetracyclinen nachgewiesen werden.  -           Das im Labormaßstab durchgeführte kombinierte Ionenaustauschverfahren führte in der mit Tetracyclin und Anhydrotetracyclin dotierten Gelatine zur Reduktion des Tetracyclin-Gehaltes um 98 % und des Gehaltes an Anhydrotetracyclin um 100 %. Schlussfolgerungen: Unter dem Eindruck der vorliegenden Ergebnisse erscheint es sinnvoll, aufgrund der Rückstandsproblematik in Knochen gebundener Tetracycline für das saure Aufschlussverfahren zur Herstellung von Gelatine gesetzliche Normen festzulegen, die sowohl die Mazerationsdauer als auch die Konzentration der zu verwendenden Salzsäure bestimmen. Zu empfehlen wäre die Kontrolle und Selektion des Rohstoffes Knochen für die Gelatineherstellung im Hinblick auf gebundene Rückstände von Tetracyclinen, auch unter Berücksichtigung der möglichen Umweltbelastung durch den Eintrag von Tetracyclinen über die Abwässer und Nebenprodukte (z.B. Dicalciumphosphat) in die Umwelt.

Zitieren

Zitierform:

Schulze, Frauke: Verbleib in Knochen gebundener Rückstände von Tetracyclinen während der Herstellung von Gelatine mit dem sauren Aufschlussverfahren. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export