【発明の詳細な説明】
オキアミ水解物の採集、消化および脱水、ならびにそのような水解物の乾燥およ
び処理のための方法および装置
［技術分野］
本発明は飼料製造物または前もって混ぜてあるものを製造するために使用する
方法および装置ならびにその方法により製造された物に関し、特に、オキアミ水
解物hydrolysateと乾燥増量物（dry carrier）との混合物またはオキアミ水解物
、魚の水解物および乾燥増量物の混合物を一緒に乾燥させるために用いられる処
理に関する。本発明はさらに、オキアミからの酵素の回収に関し、特に、新しく
採集されたオキアミおよび加水分解されたオキアミの双方からの酵素の回収に関
する。さらに本発明は、海洋および生物学的な廃棄物から蛋白質を除去するため
の、特に甲殻類その他の海洋屑からの蛋白質、キチン質および他の組成物を除去
するためのオキアミ酵素の利用に関する。
［背景技術］
1998年代初頭から中頃にかけての養殖漁業の活性化に伴い、生産性すなわち成
長速度を高めること、および養殖漁業の条件下では魚が生存していることが重要
なのでその死亡率を減らすこと、が研究されてきた。生産性を高めることおよび
死亡率を減らすことのひとつの要因として、そのような魚を育てるために使用す
る飼料の栄養価および食味を高めることがある。栄養価に加えて、そのような魚
に与える飼料のコストを下げる必要がある。その理由は、魚を育てるコストのう
ち典型的には飼料がほぼ40ないし50％を占めるからである。そのような飼料は、
魚の成長を最大にしかつ死亡率を低下させるために高い栄養価をもつという目的
に適合するような、高品質の飼料でなければならない。
養殖漁業における飼料製造物への要求は大きく成長することが予想されており
、その結果、現在および将来にわたり、魚の食料として必要な成分を得るという
こ
とが重要である。動物プランクトン、特にオキアミ類は、魚の飼料、食欲促進材
または食料品として使用することの可能性が研究され、特に飼料としての可能性
および必要性が見いだされている。
さらに、オキアミ水解物および魚の水解物、またはそれらのいずれかに乾燥混
合物を混合したものは、養殖漁業における魚のエサおよび他の動物の常用飼料に
取って代わるものとなりうる。オキアミ類は沿岸海域から直接に採集される自然
食であり、高い栄養価をもっているが、これまでは、採集およびそのような動物
プランクトンを飼料製造物に処理するコストが非常に高かった。
その上、そのような動物プランクトンのバイオマスの有効性の問題、およびそ
の採集、取り扱い、貯蔵および処理についても、製造物が飼料製造物として適切
であるかどうかを判断するために調査すべき事項である。
フルトンらの論文には、動物プランクトンを食料または飼料製造物として使用
することが何度か考えられていた。特に、南極オキアミ（Euphausia superba）
を人間の消費に供することについて研究されている。ただし、養殖漁業に関する
研究に比べればわずかではある。カナダ国ブリティッシュ・コロンビアの沿岸の
太平洋オキアミ（Euphausia pacifica）の利用については、養殖漁業および他の
動物の飼料としての使用が考えられている。
これらの研究から、必要な量のバイオマスが沿岸海域で得られることがわかっ
ている。これまでは、オキアミ類がペットフード原料として利用され、いくらか
の養殖漁業者がオキアミ類を飼料製造物として利用してきた。オキアミ類は、そ
のような目的に対して、採集された後に冷凍されて利用され、ある場合には採集
後に凍結乾燥されていた。この凍結乾燥というのは高価な処理である。
飼料製造物を処理して乾燥するときには、その飼料製造物に使用されている原
料が約100℃の高温に加熱される。製造物をそのような高い温度に加熱すること
で、製造物中の酵素および他の蛋白質が変性してまう。しかし、初期の段階すな
わち稚魚の養殖のために製造物を使用する場合、若い魚の消化系は比較的未発達
のため、場合によって、オキアミ類の製造物に稚魚および他の成長段階で消化プ
ロセスを助けるような酵素をある程度保持していることが必要となる。酵素が栄
養摂取を進めるという理論が正しいなら、上述したような乾燥の間に酵素が破壊
されることは不都合である。
早い段階の稚魚または幼魚の飼料として、変性していない自然の製造物が手に
入ることも望まれる。従来の製造物では、外因性の酵素が動物プランクトン混合
物に添加されていた。しかし、そのような酵素の添加は制御が難しく、蛋白質の
完全な加水分解によりアミノ酸になってしまう可能性がある。飼料に自由アミノ
酸が存在すると、その飼料製造物は価値の低い低品質の製造物となってしまうの
で、自由アミノ酸の制御が必要である。
驚くことに、製造物の消化率を決定することになる酵素活性の度合いは、自然
製造物をある期間にわたり放置した後でも、ほぼ一定の値となることがわかった
。本出願人の最近の研究では、この性質がEuphausia pacificaで確認された。こ
の性質は最初にEuphausia superbaで発見されており、クボタおよびサカイが"Au
tolysis of Antarctic Krill Protein and Its Inactivation by Combincd Effe
cts of Temperature and pH"，Transactions of the Tokyo University of Fish
eries，numbcr 2，page 53-63，March 1978に報告している。しかし、クボタお
よびササキによる南極オキアミの研究は、飼料製造物ではなく食品を得るために
有害な酵素活性を制限することを目的としている。クボタおよびササキは、製造
物を食品として考えた場合に必要と考えられるある処理技術により、酵素活性を
抑止したかったのである。
適当な程度の加水分解がオキアミ類の消化中に得られる。おおよその加水分解
の度合いは、最終的な利用に依存し、最終製造物の見かけの粘性を測定すること
によりモニタできる。その後、さらなる処理が、商業的飼料として有用な製造物
を製造するために行われる。そのような処理としては、酸安定化製造物を得るた
めの酸の添加、濃縮、分別あるいは製造物の乾燥を含む。乾燥技術としては、凍
結乾燥、スプレードライ、あるいは真空および空気乾燥などの種々の技術がある
。スプレードライはしかし、他のいくつかの乾燥工程と同様に、オキアミ類内の
酵素を永久的に不活性にしてしまうような熱の下で行われる。これは、最初に述
べ
たように、養殖漁業の目的には望ましくない。もっとも、製造物の目的が、飼料
および食品の双方の製造物を着色するためのカロチノイド生物色素としての使用
、あるいは、蛋白質、脂肪酸、ミネラルまたは他の栄養物の源としての使用の場
合には、そのような熱も許容される。
［発明の開示］
本発明の第一の観点によると、あらかじめ定められた量のオキアミ水解物に分
量の乾燥増量物（dry carrier）を加えて混合物を生成する工程と、その混合物
を共に乾燥させて最終製造物を得る工程とを含む飼料の製造方法が提供される。
乾燥増量物は植物性蛋白質、乾燥オキアミ、魚粉、副産物粉あるいは食餌に含ま
れるものとして適した乾燥材料を含むことが便利である。
本発明の別の観点によると、あらかじめ定められた量のオキアミ水解物に分量
の液体海産蛋白質と分量の乾燥増量物を加えて混合物を生成してその混合物を一
緒に乾燥した製造物が提供される。
本発明のさらに別の観点によれば、水分を抜いた、または抜いていないオキア
ミ水解物と、液体海産物と、乾燥増量物との混合物の濃縮、混合、攪拌、加熱お
よび粒子の分別を行う乾燥装置が提供される。
本発明のさらに別の観点によれば、液体オキアミ水解物から酵素を抽出する方
法において、前記オキアミ水解物を容器に移し、その後に遠心分離を行って澄ん
だ液体を取り出し、その澄んだ液体をさらに、10,000ダルトン（原子質量単位）
より大きい分子量をもつ酵素を留める膜を用いて限外濾過を行う方法、およびそ
の方法により製造された製造物が提供される。
本発明のさらに別の観点によれば、新鮮なオキアミから酵素抽出物を得る方法
が提供される。この方法は、前記オキアミを押しつぶして水様抽出物を取り出し
、その水様抽出物を10,000ダルトンより大きい分子量をもつ酵素を留める膜を用
いて限外濾過を行う方法、およびその方法により製造される製造物が提供される
。
本発明のさらに別の観点によれば、安定化されていないまたは新鮮な甲殻類の
殻の屑から蛋白質を取り除く方法が提供される。この方法では、前記殻屑と水と
を細かく砕き、その生成物をダイジェスタ（消化装置、蒸煮釜）に移し、このダ
イジェスタにあらかじめ定められた量のオキアミ酵素を加え、その混合物をあら
かじめ定められた時間にわたりあらかじめ定められた温度で消化し、その消化さ
れた物を脱水して、比較的酵素活性があり蛋白質の多い第一の部分と、キチン質
が比較的多く蛋白質が比較的少ない殻質の第二の部分とを得る。
本発明のさらに別の観点によれば、酸により安定化された殻屑から蛋白質を取
り除く方法が提供される。この方法では、前記甲殻類の殻屑を細かく砕き、その
小さい粒子となった殻屑をダイジェスタに移し、このダイジェスタにあらかじめ
定められた量のオキアミ酵素を加え、その混合物をあらかじめ定められた時間に
わたりあらかじめ定められた温度で消化し、その消化された物を脱水して、比較
的酵素活性があり蛋白質の多い第一の部分と、キチン質が比較的多く蛋白質が比
較的少ない殻質の第二の部分とを得る。
［図面の簡単な説明］
本発明の実施例を以下の図面を参照して説明する。
図1Aは本発明のオキアミ採集技術を用いる網が取り付けられた漁船を概略的に
示す図である。
図1Bは本発明による別の採集技術の網の概略的な正面図である。
図2Aは籠の概略的側面図であり、この籠は図１に示すように漁網内の尾部の細
く収束する空間に保持され、採集されたオキアミを船上に運搬するために使用す
る。
図2Bおよび図2Cは採集されたオキアミの水を除去するための桶のそれぞれ断面
図および側面図である。
図３は上記図２に示された水の除去に続いて乾燥ステップの前に行われるオキ
アミの処理を示す概略的プロセスチャートである。
第４Ａ図および第４Ｂ図は採集されたオキアミの温度をダイジェスタ処理に先
だって上昇させるために使用する熱交換機のそれぞれ縦および横断面図である。
図５はオキアミ内に所望の酵素活性を作りだすために使用されるダイジェスタ
の模式的な横断面図である。
図６はタイジェスタの下流に配置されたサージ・タンクからオキアミを取り出
してそのオキアミを乾燥させるために使用されるボール乾燥機の概略的な横断面
図である。
図７は本発明にしたがって製造物を一緒に乾燥させる処理を示すフローチャー
トである。
図８は本発明の乾燥プロセスに使用される脱水機の概略図である。
図９は本発明の別の観点による乾燥プロセスの概略図である。
図10は加水分解されたオキアミに用いる酵素抽出プロセスを示す概略的なフロ
ーチャートである。
図11は新鮮なオキアミを用いる酵素抽出プロセスを示す概略的なフローチャー
トである。
図12は本発明のさらに別の観点によりオキアミ酵素を使用して甲殻類屑から蛋
白質または他の成分を除去を示す概略的なフローチャートである。
［発明を実施するための最良の形態］
図面を参照すると、図１には牽引船10が示されている。台船14および網20を牽
引するため複数の曳き綱11、12、13がこの牽引船10に接続される。複数の綱21（
そのうちの一本のみを図に表示す）が網20に接続され、台船14から下流に拡がっ
ている。網20が動物プランクトンを集めるのに必要なあらかじめ定められた深さ
に維持されるように、重り22が網20の前部開口の底部に接続される。
網20の尾部23は、図２に示す籠24を用いることにより、開いた状態に維持され
る。籠24は円錐形状であり、網20の尾部内に配置される。これはアルミニウムに
より形成され、望ましくは防錆処理が施されている。望ましくない採集状態で不
安定になったときに網が詰まることのないように、籠24の下流端には取り付け金
具30が溶接され、自在軸受31の一端がこの金具30に連結される。ホース32が自在
軸受31の他端に接続される。
再び図１を参照すると、このホース32は網20の尾部から台船14の上まで上方
に引き延ばされる。台船14の上にはポンプ33が設置され、ホース32の他端はこの
ポンプ33に接続される。このポンプ33はどのような形式のものでもよいが、ここ
ではダイアフラム形が採用された。この台船14の上には、(図１図には見えない
が)水を除去するための樋34が配置される。樋34は図2Aおよび図2Cに示すように
、その断面が方形の長い構造物である。この樋34は、引き延ばされたＬ字形にす
ることができる。図2Bに示すように篩（ふるい）40が配置され、ポンプにより水
とともに採集されたオキアミから、水を除去するようになっていて、水は底に設
けられた排水管41から排出され、オキアミがこの樋34の内部、篩40の上に堆積す
る。
この台船14の上には急速冷凍機42が配置され、採集されたオキアミを冷凍貯蔵
する。この急速冷凍機42は約＋9℃から−17℃までの温度制御ができる装置であ
る。水分を除去したオキアミを次の処理まで保存するために使用する。すなわち
、樋34に堆積したオキアミを周期的に取り除き逐一冷凍する。このように冷凍さ
れたオキアミは以下に説明するように運搬され処理される。オキアミを船上で処
理してもよい。
本発明のプロトタイプの実証試験として、オキアミを採集するために使用され
た網20の開口は13フィート×21フィート(3.9m×6.3m)であり、プランクトン・ネ
ットが、アルミニウム製の籠まで46フィート（13.8m）延長保持された。台船14
の上で３インチ（7.5cm）のダイアフラム・ポンプを使用し、冷凍は−17℃で行
われた。
上記したように、冷凍したオキアミを処理場所に運び、所望の食品あるいは飼
料に加工する。この処理を図３のフローチャートを用いて説明する。
ポンプ43がホッパ44の出口に接続され、溶けた状態でオキアミが供給される。
ポンプ43は図３に一般的な構造を示す熱交換機50に接続される。熱交換機50でオ
キアミの温度をほぼ40℃から60℃に上昇させ、70℃より低く設定されるダイジェ
スタ（消化反応槽）51の温度に近づくようにする。タイジェスタ51は熱交換機50
の下流に配置され、図３に示した処理を行う。
熱交換機50には、さまざまな形式の熱交換機を利用できるが、ここでは図4Aに
示すように複数の管路52を備えたものが用いられ、この管路52の内部にオキアミ
が供給され通過する。温水が熱交換機50の入口54から供給され、温水は内部に設
けられたバッフル53に沿って熱交換機50の内部を水流となって、管路52を外側か
ら加温しながら移動し出口60に達する。この水流の中に管路52が貫通しこの管路
52の内部にオキアミが通過し、その排出口はダイジェスタ51に接続される。
ダイジェスタ51の形態を図５に示す。製造物は入口61から供給され出口62に排
出される。水は入口63から供給され出口64から排出される。水ジャケット70は円
筒形状の空間71の周囲を包むように配置され、水はここに供給される。このダイ
ジェスタ51の内部空間71にオキアミが供給される。このダイジェスタ51の内部空
間71には多数の攪拌板72が配置され、ここに供給され滞留するオキアミをかきま
ぜる。出口62にはバルブ73が設けられる。このバルブ73を閉じることにより内部
のオキアミに自律的に所望の酵素が形成されるまで、オキアミを適当な温度のも
とに適当な時間だけ保持することができる。この時間は例えば30分から２時間で
ある。
これまでのところ、養殖魚の餌としてオキアミは特定の種類の魚の幼魚あるい
は稚魚にのみ適用可能であると考えられていたが、この方法により実質的にあら
ゆる養殖魚の飼料として適用可能になるのではないかと出願人は考えている。こ
の実施例による試験では、図５に示すようなダイジェスタ51を用いてバッチ処理
を行うことにより、オキアミを１時間当たり250ポンド(112kg)の処理を行うこと
ができた。
ダイジェスタ51で処理されたオキアミを（図３に示すように）出口62から排出
し、バルブ74を経て、貯蔵槽80に貯蔵して次の処理、すなわち乾燥処理を待つこ
とになる。乾燥処理には通常のボール乾燥機81を使用した(図６参照)。ここでは
、乾燥処理を比較的低い温度で行うことにより、オキアミの中の酵素が変質しな
い状態に保持するとともに、オキアミを製造物として適度の乾燥状態とな
るように制御することができる。
図６に示すように、貯蔵槽80に貯蔵したオキアミを入口通路83を経由して乾燥
機81に供給する。そして、はじめに乾燥機81の内部周辺に設けられた準備領域91
にオキアミが達してボールとの接触がはじまり、ここからオキアミの乾燥処理が
はじまる。このようなボール乾燥機81を使用することにより「緩やかな」乾燥処理
を行うことができる。緩やかな乾燥によりオキアミの損傷を少なくすることがで
きる。ボール乾燥機81を用いることにより、連続的な処理が可能となり、この実
施例による試験では毎時15ポンド（6.75kg）の乾燥処理が可能であった。
この乾燥機81の内部で、ボールとオキアミは次第に下方に移動し、乾燥領域92
に達する。ここでオキアミは50℃以下に温度制御され、ボールの流れに対抗して
流入する乾燥空気と接触する。乾燥空気は乾燥機81の空気入口82から供給される
。この領域では空気流、温度および滞留時間が細かく制御され監視される。これ
らは、乾燥対象物がどの程度湿っているか、乾燥しているか、対象物をどの程度
乾燥機の中に滞留させたいか、などにより可変設定される。
乾燥機81の底部には分離領域93があり、ここではボールの流れと同方向に乾燥
空気流を供給し、最終的な乾燥を行うとともに、ボールとオキアミとの分離を行
う。適度に乾燥されボールから分離されたオキアミを出口84から排出し、その後
に製造物としての包装処理を行う。ボール乾燥機81の中心部では、オキアミと分
離されたボールを回転らせん軸94に沿って上部入口に運び、ふたたび準備領域91
に供給することにより、ボールが循環し処理は連続する。
オキアミの空気乾燥のためには多くの市販の公知の乾燥機のひとつを用いるこ
とができる。
上記実施例では、オキアミの処理の主要な工程を陸上で行ったが、この処理を
採集された位置で、すなわち採集船の船上で、あるいは採集船に接近する他の船
上で実施することが望ましい。これによりオキアミをいったん冷凍する必要がな
くなり、冷凍状態で陸上の処理基地まで運搬する必要がなくなり、これは多大な
経済化をもたらすとともに量産を可能にする。加えて採集されたオキアミを直接
にボール乾燥機81として説明したような装置に導入して、反応槽における処理と
乾燥処理とを同時にあるいは一つの装置の中でしかも連続処理として行うことが
できる。これらも船上で処理し、大量の製造物が得られたときにこれを他の運搬
船に移して、あるいは処理装置を搭載した船そのもので陸上に運搬することがで
きる。
上述のように、反応槽による処理と乾燥処理とを同時に行う、あるいは一つの
装置で連続的に行うことは望ましいことであるし、このように処理されたオキア
ミは現在のところは養殖魚の幼魚または稚魚の飼料として製造物化される
別の採集技術を図1Bに示す。この技術では、網の開口114の下部水平棒103に重
り101がビーム113により取付けられる。浮き100は開口114の上部水平棒102に取
付けられる。そして、網の大きさに応じて船により牽引される綱が点104に取付
けられる。綱は点110、111、112、113または尾部にも取付け可能である。この網
の開口114は水中を牽引され動物プランクトンがこの開口部から網の中に入り込
む。
細胞蛋白質を加水分解させたオキアミ製造物の応用としては次のようなものが
考えられる。養殖環境にあるようなストレスを受けている魚は餌を食べたがらな
い。養殖動物は治療薬や栄養価の低い物を餌として与えようとしても受け付けな
い。一般に魚はそのような物は味がよくない。本発明のように一部加水分解させ
たオキアミ製造物や動物プランクトンは、魚にとって味がよいものと考えられ、
これらは治療薬の運搬物質として利用できる。その場合には加水分解させた動物
プランクトン製造物を液状またはペースト状にしてペレットに形成し、匂いを添
加することにより魚に食べやすくするなどの工夫もできる。本発明の加水分解さ
せた動物プランクトンは特定のアミノ酸および芳香族化合物を含むから、香りの
増強剤として他のアミノ酸や芳香族化合物を使用せずに自然製造物として利用す
ることができる。同様にオキアミには独特の色素があり、また脂肋酸を含む。オ
キアミの中に含まれる酵素はそのまま本発明の製造物の中に含まれる。このよう
な酵素は、養殖動物に有害なストレスを与えることなくアミノ酸やペプタイドの
吸収を増大させてこのような養殖動物の消化を助けることになる。
さらに本発明の応用として、水溶性のオキアミに大豆ミールあるいはカノーラ
（canola）のような植物性の蛋白質と混合することにより、餌の消化能力を高く
し、養殖動物の食欲を増大させることができる。これは本発明のオキアミに含ま
れる酵素が植物性の蛋白質に作用するからである。このように植物性の蛋白質と
混合して利用することにより、養殖動物の排出物（糞尿）を軽減させることがで
きる。これは水中養殖において重要な特性である。
これまでの実験によりオキアミの酵素がカノーラその他の植物性蛋白質を加水
分解することがわかっている。例えば10％の小麦糠を含むカノーラまたは大豆ミ
ールの１重量部に対して加水分解されたオキアミを５重量部加える。この混合物
を上述の反応槽の中で望ましい温度で１時間かき混ぜながら処理する。そうする
とフィチン酸、アミノ酸、およびアンモニアが生成された。一例として、250ポ
ンド（112kg）のオキアミに対しては、45℃の温度とし、この温度を１時間維持
した後に、５ポンド（2.25kg）の小麦糠と濃縮カノーラ45ポンド（20.3kg）を混
合した。小麦糠を混合するのはカノーラおよびオキアミにない必要な酵素を補給
するためである。フィチン酸は小麦糠を混合することにより生じる寄生植物によ
る脱リン作用を防止することができる。フィチン酸は酵素によりそのような働き
をもたらす。このような混合物に対しては反応槽における処理時間を長くする、
例えば４時間以上にすることがよいことがわかった。
本発明のさらに別の実施例では、湿ったオキアミ水解物製造物の水分を取り除
き、その後に他の湿ったまたは乾燥した製造物と混ぜ合わせていっしょに乾燥さ
せることについて考える。
種々のあらかじめ定められた割合の湿ったオキアミ水解物と液体海産物とを濃
縮し、続いてそれを、乾燥オキアミ製造物、乾燥野菜蛋白質およびまたは乾燥魚
製造物の単体または組み合わせた乾燥増量物と混合する。得られた湿った混合物
を乾燥機のような脱水機で濃縮、処理および乾燥させる。次のような特徴をもつ
脱水システムがうまく動作するとがわかった。すなわち、フラッシュ型および流
動型の乾燥機またはそれに攪拌器および垂直または接線方向の熱風を組み合わせ
ものである。流入空気の温度が乾燥対象の製造物に当たるときの温度が高くても
、製造物の温度は乾燥機内でそれほど高くはならない。これは乾燥システムにと
って重要なことである。流れる熱い空気が当たって攪拌することにより、水が急
速に蒸発し、乾燥プロセスに要する時間は非常に削減される。その詳細について
以下に説明する。
オキアミ水解物、液体海産物および乾燥増量物の混合物を乾燥させることは、
比較的低温度で比較的経済的であることがわかった。このような状況において、
オキアミ蛋白質、色素および他の成分は実質的に保存された。このようにして製
造された製造物は、養殖漁業および動物の飼育のための飼料として使用するには
、特有の利点がある。混合され集積された乾燥品は他の製造物混合物と全く異な
る。独特の処理シーケンスおよびその制御は、オキアミ水解物が乾燥増量物に親
和性および吸着性が得られる。また、混合物内のオキアミ水解物の特有の栄養素
が、乾燥プロセス中の過剰の熱または酸化による大きな損失なしに保存される。
さらに、製造物の製造コストがかからず経済的利点が改善される。
乾燥増量物、液体海産蛋白質、およびオキアミ水解物の水分、ならびに乾燥す
べき混合物内でのそれぞれの割合に依存して、水分の除去を比較的低温の乾燥プ
ロセスで行うことで、オキアミ成分およびオキアミ色素を含む温度および酸化に
より劣化しやすい成分を保存できる。乾燥増量物の粒は水分を含む水解物に被覆
、吸着、吸収され、これにより、水分を含む水解物およびまたは液体の魚製造物
の表面積、すなわち熱せられた空気が作用する面積が大きくなり、乾燥プロセス
を容易にする。この後、有効面積をさらに増加させて乾燥プロセスが促進される
ように、混合物を小さな粒子に破砕してもよい。乾燥の前に、混合物を反応室平
衡タンクに入れ、蛋白質加水分解酵素、脂肪分解酵素および炭水化物分離酵素を
含む多くの酵素を活性化するような反応を含む化学反応を混合物の成分間で生じ
させても良い。良く混合された均質の混合物が準備され、高湿度ポケットが削減
され除去される。この後、この混合物から蒸発器およびその後の上述したような
脱
器により水を取り除き、最終製造物が乾燥オキアミを前もって混ぜたもの、また
は上述の増量物を混ぜた飼料である。乾燥ステップの後に、冷めた最終製造物に
、温度により劣化しやすい酵素、風味の素、または他の生物活性物を添加しても
よい。また、これとは別に、水分を含む魚製造物あるは乾燥魚粉、コーン・ミー
ルあるいは他の野菜ミールを単独であるいは組み合わわせて、オキアミ水解物に
混ぜ合わせることもできる。
図を参照すると、図７は本発明による乾燥プロセスの全体のステップを示す。
あらかじめ定められた量のオキアミ水解物製造物210に、あらかじめ定められた
量の液体海産蛋白質212と、あらかじめ定められた量の乾燥増量物211とを混合す
る。乾燥増量物211としては、乾燥オキアミ製造物、乾燥魚製造物およびまたは
乾燥野菜蛋白質を単独であるいは組み合わせて使用することが便利である。得ら
れた混合物を混合調製器（mixing blender）215に入れ、種々の割合の水解物、
海産蛋白質および乾燥増量物を完全に調合する。どのような調合が必要かは混合
物の成分により変化する。この後、調合された混合物を粉砕機217内で細かく砕
き、混合物を実質的に均等な大きさの粒子とする。砕かれた混合物を反応室平衡
タンク216に移し、ここで、乾燥プロセスに先だって、連続的に攪拌されて調合
させた混合物が化学反応およびまたは酵素の働きを受けることを許容する。意図
した反応がタンク216内で行われた後、混合物を乾燥のために脱水機220に運ぶ。
脱水機220については図８に詳細に示し、それを参照して説明すると、混合物
は入口219を通って脱水機220内の攪拌ボール224に入り、ここで、混合物が攪拌
されて小さな粒子となる。これは、混合物が集合することを防止するためである
。混合物の脱水機220への連続的な供給が、入口219を通して行われる。
バーナー221からの加熱された空気をファン（図示せず）により直接または間
接的に脱水機220の攪拌ボール224に導き、このボール224内で空気を混合物の粒
子に混ぜる。選別機231が比較的大きくて重い湿気のある混合物を選り分け、そ
れをさらに攪拌、乾燥させるために攪拌ボール224に戻す。
粒子はサイクロン323内の熱せられた空気の螺旋柱に沿って下流に引き出され
、
遠心力が粒子からさらに水分を取り除く。サイクロン232の底では、エアーロッ
ク233により粒子が空気柱から分離され、回転篩234により選り分けられる。同様
に、乾燥製造物の軽い粒子は回転篩234を通過し、次の処理のために、出口240か
ら脱水機220の外に出る。比較的大きくて重い湿気のある粒子は、さらに数秒間
の攪拌および乾燥を行うために、出口241から攪拌ボール224に戻される。
再び図７を参照すると、加熱された製造物241は、脱水機220を出口240から出
る。乾燥機の平均通過時間は60ないし90秒であり、10％以下の最終的な水分含量
にたったところで冷却する。この乾燥製造物245の一部は乾燥増量物211としてさ
らに乾燥プロセスで使用され、これにより、海産成分の流体成分を増やすことが
できる。温度により劣化しやすい酵素活性製造物242または他の生体活性製造物
は、乾燥プロセスにより変性するかもしれないので、図示のように、製造物が脱
水機220を通った後に乾燥製造物241に導入することができる。乾燥製造物241は
、この後、さらに混合ステップ250で混合および調製が施され、温度により劣化
しやすい酵素活性製造物242の均一に加えることを確実にする。最終的な製造物2
43はこの後、袋詰機244のような箱詰ステップで処理されるか、または蓄積容器2
45で処理される。
オキアミに野菜蛋白質を混ぜて濃縮および乾燥する試み
目的は、ライジング・フィルム蒸発機（Alfa Vap）内で液体オキアミ水解物の
濃度を乾燥固形成分42％にすることである。大豆ミールおよびトウモロコシ・グ
ルテン・ミールを混ぜたオキアミ濃縮物をフラッシュ乾燥機（上述した特徴の乾
燥機）で乾燥させて、乾燥野菜蛋白質ミールに加えることのできるオキアミ濃縮
物の最大量を定義した。
原料 加水分解したオキアミ、乾燥固形成分18-20％、約0.3％の油分を含む
蒸発機 加水分解したオキアミをA lfa Vap蒸発機で乾燥固形成分18-20％から42
％まで濃縮した。
42％のレベルはどうしても得られなかった。
混合
鉛直シャフト・パドルを有する円筒容器を用いて１度に100kgの混合を行った。
これは特別の困難なしに行うことができた。
乾燥
乾燥および混合を二段階に行った。第一段階では、オキアミ濃縮物と増量物（野
菜および蛋白質）とを混合して乾燥固形成分を約90％に乾燥させた。第二段階で
は、第一段階で得られた乾燥製造物にさらにオキアミ濃縮物を混合して二度目の
乾燥を行った。
フラッシュ乾燥
混合物をフラッシュ乾燥機で乾燥させた。これは、混合物を高速回転攪拌機が設
けられたチャンバ内に供給することにより行われた。空気導入ダクトを通して熱
い空気をチャンバおよび攪拌機に導いた。
インパクト温度は165ないし175℃であった。
乾燥温度（設定値）は110℃ないし125℃である。
容量
三つの試験野菜蛋白質製造物に対する乾燥機の流量は600ないし700はkg/hrであ
った。これは乾燥機内で約500kg/hrの蒸発速度を与える。
結果
製造物の温度は乾燥機内でそれほど増加しない。製造物上の水分の蒸発が温度を
低く保つ。製造物が乾燥機をすぐ通過することがまた、温度および時間効果を最
小とし、製造物の飼料としての価値を低下させることがない。
このタイプの乾燥機を用いて第三段階または第四段階の処理も可能である。
ボール乾燥機81（図６参照）以外の乾燥機も利用可能である。例えば、数秒で
粒子を急速に乾燥する直接加熱フラッシュ乾燥機あるいは流動床乾燥機が知られ
ている。図９を参照すると、参照番号500で示した一般的な作りつけのエアー・
スクラバーが悪臭の制御に使用される。バーナーあるいは間接加熱システム501
が空気を所望のレベルまで熱し、空気が攪拌機502に入る前に、その空気の温度
をインパクト温度が450℃を越えない程度までにする。製造物はねじ錐により接
線方向に沿って攪拌室503に押し入れられ、製造物中のほとんどの水分が蒸発す
る。攪拌機502は接線方向の空気流と共に攪拌ブレードが高速で回転する。攪拌
機502の動作が粒子の機械的流体化を引き起こし、粒子をさらに細かく砕き、そ
れにより、蒸発が加速される。乾燥速度の増加が、熱による悪影響すなわち乾燥
プロセス中の製造物の熱負荷を軽減する。
本発明のさらに別の実施例では、Euphausia superba種のオキアミおよび他の
種のオキアミから酵素を取り出すためのプロセスについて説明する。euphasia s
uperba(以下「E.s.」という)は南氷洋で獲れる小さな甲殻類であり、プロテアー
ゼ、アミラーゼ、キチナーゼ、カルボキシメチルセルラーゼ、リパーゼなどの多
くの酵素を含んでいる。このいわば酵素のカクテルを全体として、あるいは個々
に精製した形で、養殖漁業および他の一般的な食料生産ならびに海洋および他の
蛋白質の処理など、多くの工業的用途に利用できる。飼料への酵素の含有量は目
的とする種および食餌の成分に依存して変化する。例えば、これらのオキアミ酵
素カクテルを大量の野菜蛋白質を含む養殖漁業用食餌に加えることができる。野
菜蛋白質は、オキアミ酵素カクテルがないと動物による消化が困難であり、エビ
の幼生段階における特別食および高い生存率が要求されるサケ類の発育促進滋養
食の一部となるものである。オキアミ酵素はまた、他の蛋白質から蛋白質水解物
を生成するためにも利用でき、その蛋白質水解物を食餌に含ませたり、それらの
食餌の機能特性の改善に利用することができる。他の可能な利用形態として、副
産物としての海洋からの香り、蛋白質およびペプチドの製造、海老および蟹の殻
ごみからの蛋白質および色素の回収、自由アミノ酸の生成、および他のオキアミ
酵素の生物学材料への作用に関連する利益などがある。
上述したプロセスを使用するために、前もって自己分解させたオキアミから酵
素を取り出す必要があった。
図９および10を参照すると、限外濾過膜303がオキアミ水解物301および新鮮な
オキアミ310に対して用いられた。多くのオキアミ由来酵素は分子量が20,000ダ
ルトン以上なので、実験では、最も適当な分子量カットオフ限外濾過膜を決定
し、液相高酵素濃度E.s.およびE.s.抽出物の濃縮を試みた。実験によると、50,0
00分子量以上をカットオフするフィルタを用いた場合に、総プロテアーゼ活性が
明確になりはじめた。一方、トリプシンに似た活性が30,000分子量カットオフフ
ィルタで存在する。したがって、濾過の目的のためには、10,000ダルトンカット
オフの膜を使用することが必要である。
大量のオキアミ水解物を扱うため、そして酵素抽出物を濃縮するために、10,0
00ダルトン分子量カットオフのタンジェンシャルフロー濾過（tangential flow
filtration、TFF）カートリッジ302が用いられた。このようなカートリッジで市
販のものとしては、Millipore Preparative Scale Tangential FlowFiltration
cartridgeがある。このような籠は100ミリリットルないし100リットルの体積を
扱うようになっており、必要ならばさらに大きな体積を扱うようにスケールアッ
プすることも容易である。オキアミ抽出物をTFFで処理する前に、そのオキアミ
抽出物をベックマン遠心分離機300で4000ないし10000G、20分間の遠心分離を行
い、固形分を沈殿させて不要な部分を除去した。遠心分離ではなく、このステッ
プを比較的孔の大きなフィルタを用いて前置濾過303してもよい。遠心分離の後
、着目している酵素を含む液相305を回収して4℃で蓄えた。自己分解したオキア
ミ抽出物をホンプ(Hoechst displacement pump)304を用いて１平方フィートのTF
Fカートリッジ302に通過させた。初期抽出物の体積は約２リットルであったが、
４ないし５時間の作業(20psi以下の圧力)の後は約250ないし300ミリリットルに
低下した。酵素活性の回収は二つのサンプル（すなわち自己分解したものと新鮮
なものを搾ったもの）でわずかな違いがあることが判明した。
トリプシン様活性（TLA）を測定することにより、新鮮なものを冷凍したオキ
アミ310からのオキアミ酵素の回収は、加水分解されたオキアミ301からの回収量
に比べて少なかった。しかし、限外濾過後に回収された総単位は新鮮なものを冷
凍した抽出物のほうが高かった。したがって、新鮮なものを搾った、または自己
分解したオキアミ調製造物のいずれからでもTLAが回収できた。濾過液について
は、酵素活性がほとんど、あるいは全くなかったので、着目している蛋白質は
膜フィルタを通過しないことが判明した。
限外濾過技術により加水分解されたオキアミ301および新鮮なオキアミ310の双
方からそれぞれ得られた酵素カクテルを凍結乾燥313で処理する。この凍結乾燥
により、酵素に関係している水の量を大幅に削減して、輸送コストを減らすこと
ができる。続くプロセスとして、酵素カクテルに存在する酵素の純度および品質
をさらに高める処理を行うことができる。
本発明のさらに別の観点は、上述のオキアミ酵素抽出物を用いて甲殻類屑から
蛋白質を除去する方法に関する。図12を参照すると、大量の甲殻類屑400、401を
それぞれ、粉砕機402、403により、粉砕を助けるための水をくわえて、乾燥した
粒子サイズまで砕く。この処理のたには種々の粉砕機を用いることができるが、
一例としては、ピラニアポンプ(piranha pump)，マセレータ(macerator)、セレ
ータ（cerator）などの公知のものがある。酸で安定化した殻屑400は、この後、
脱水システム404により脱水する。脱水システムとしては、ヒンセント・スクリ
ュープレス(Vincent screw press)、ワインプレス、あるいは遠心分離機のよう
な多くの入手が容易なものが知られている。酸で安定化していない殻屑401は、
酵素を加える前に脱水する必要はない。酵素活性を助けるためには、脱水した酸
安定化殻屑410に水を加えることが便利である。殻屑410をダイジェスタ411に移
し、ここで、分量のオキアミ酵素カクテル412を加える。酵素カクテルは、上述
したように動物プランクトンをそのまま搾った抽出物を成分とし、濃縮したもの
でも、濃縮していないものでもよい。搾ったものは、必要な酵素の量と、自己分
解を助けるために酵素をオキアミとともに保持するために必要な量とに依存して
、全動物の25-75％の範囲である。殻と酵素との混合物をダイジェスタ411で消化
処理する。処理時間は１ないし48時間、温度は０ないし70℃の範囲で、最適な温
度は約45℃である。消化処理に続き、混合物は上述のように水分除去413が行わ
れる。二つの部分が生じ、蛋白質の多い酵素活性部414と、キチン質が多く蛋白
質の少ない殻質部415である。さらに別のステップで、殻質部415をさらに多くの
酵素カクテルを加えて処理してさらに蛋白質除去を進めることもでき、また、
参照番号420に示すように、従来の脱蛋白質処理を施すか、あるいは脱ミネラル
技術を施すこともできる。脱ミネラルの範囲は、酸、望ましくは蟻酸により安定
化して、長期間にわたり殻屑を蓄えるのに十分な程度に大幅に削減する。
今日までの実験によれば、70kg水を210kgの機械的に剥かされた海老殻屑に加
えた。スラリーをピラニアポンプを用いて適当な粒子サイズに粉砕した。このス
ラリー60kgに1.5kgのEuphasia superba汁を組み合わせた。このEuphasia superb
a汁はオキアミをまるごとスクリュー処理315(図11)して搾り、原料の重量の50％
を液体の形状で得たものである。殻汁混合物を45℃で６時間にわたり消化処理し
た。この混合物をVincent screw pressを通して圧縮することにより脱水し、上
述したように、蛋白質濃度の高い酵素活性の高い部分と、殻灰部415とを得た。
殻部は重量で約7.5％、残りが液体部であった。液体部については３重量％の蟻
酸で安定化した。殻部は洗浄乾燥した。
第二の試みとして、海老殻屑から蛋白質を除去するためにオキアミ酵素を用い
ることの有効性を確認するため、そしてオキアミを搾った固体を再び利用するこ
との利点を確認するための試験を行った。上述の手続きにより得られた搾ったオ
キアミ汁を26kgを、水10kgおよび破砕した海老殻70kgとともに45℃6時間にわた
り保存した。サンプルを１時間ごとに取り出し、スクリュープレスで搾った。６
時間後、まるごとのオキアミの酵素液を除いた後の残りを含む14kgの搾ったオキ
アミ固形物を混合物に加え、さらに1.5時間、加水分解させた。残ったスラリー
は搾り、分離された部分は冷凍した。
以上本発明の一実施例について説明したが、これはあくまでも一例として理解
すべきものであって、つづく請求項のように本発明の範囲を定義するものではな
い。
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フロントページの続き
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(72)発明者 スペンス，ジョン・エイ
カナダ国ブイ７ブイ ４エヌ２ ブリティ
ッシュ・コロンビア州 ウエストバンクー
バ・ギスビイストリート2025番地
(72)発明者 サクスビー，ジョージ
カナダ国ブイ６ゼッド ２アール１ ブリ
ティッシュ・コロンビア州 ウエストバン
クーバ・サウスピカディリ4727番地
(72)発明者 アロイス，ペドロ
カナダ国ブイ６ティー １エックス７ ブ
リティッシュ・コロンビア州 バンクー
バ・オソヨースクレセント202―1725番地