JP2011083281A - 反芻動物用飼料 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来の粗飼料や濃厚飼料に代わる、ルーメンアシドーシスを起こさず、栄養価、飼料効率の高い飼料を提供することを課題とする。
【解決手段】セルロースおよび／またはヘミセルロースを、乾燥固形分として８０重量％以上含有する反芻動物用飼料；木材および／または非木材由来のパルプを含む前記反芻動物用飼料；前記パルプの結晶化度が、７０％以下である、請求項２に記載の反芻動物用飼料；前記パルプが、乾燥工程を経ずにパルプ化されてなるパルプである、前記反芻動物用飼料；前記パルプの水分含有量が、５０％以上である、前記反芻動物用飼料；前記パルプが、クラフト法により製造されてなるパルプである前記反芻動物用飼料。
【選択図】なし

Description

本発明は、木材、非木材由来の主にセルロースおよび／またはヘミセルロースを含有する粒状または粉状のパルプを含有する、反芻動物用飼料に関する。

一般に、牧畜分野においては、家畜の乳量の増加、増体重などを目的に、牧草などの粗飼料と、栄養価の高いトウモロコシなどの易消化性の炭水化物（デンプン等）を多く含む濃厚飼料とが併用されることが多い。

牧草とは一般には、マメ科、イネ科などの植物であり、そのままでも飼料となり得るが、通常は牧草を乾燥し干草（乾草、わら類）としたもの、あるいは青刈りした牧草を発酵させた（サイレージ化）ものが粗飼料と呼ばれる。

反芻動物が粗飼料を摂取し消化しうるのは、ルーメン（第一胃）を有するためである。ルーメンは、反芻動物が有する複数の胃のうち最大の容積を占め、粗飼料中のセルロース、ヘミセルロースなどの難消化性の多糖類を分解（ルーメン発酵）し得る微生物群（ルーメン微生物）が豊富に含まれている。

しかし、粗飼料中のセルロース及びヘミセルロースは、リグニン類と結合し、それぞれリグニン−セルロース複合体及びリグニン−ヘミセルロース複合体として存在している場合が多い。係る複合体はルーメン発酵において十分に分解されないおそれがある。このため、粗飼料は飼料効率が不十分であるという問題点があった。また、未消化物が糞量の増加の一因ともなり、環境面においても望ましくないとされていた。

また、牧草の中には多量の硝酸態窒素が含まれているものがあり、これを摂取した反芻動物が各種の亜硝酸塩中毒になることがある。亜硝酸塩中毒とは、係る牧草を摂取した場合に体内で硝酸態窒素から生産された亜硝酸が、酸素を運搬する血液中のヘモグロビンと化合して酸素を受入れなくなり、重篤な場合には窒息する状態になり急死することもある。また、乳牛の場合には乳量低下等の症状を引き起こすことがある。

粗飼料は、牧草の収穫量や作柄により影響を受け、供給量が不安定である。またわが国では粗飼料の多くを輸入にたよっているため、概して価格変動が大きく、また、輸出国の諸事情により輸入困難になる場合もあり、牧場経営を圧迫する場合がある。

このため、牧草に代わりうる、飼料効率に優れ、亜硝酸塩中毒等の疾病を引き起こさない、安価であり、且つ安定的に入手可能な反芻動物用飼料が望まれている。

乳用家畜の乳量を維持し、或いは、肉用家畜の増体を維持するためは、飼料摂取量をも増加させる必要があるが、乳量の増加や体格の増強にともなうエネルギー要求量の増加率は、摂取飼料量の増加率を超えるため、飼料中の栄養濃度を高める必要がある。このため、一般に栄養量を高めるためには、トウモロコシなどの易消化性の炭水化物（デンプン）を多く含む濃厚飼料の飼料への配合率を増やすことが行われている。しかし、濃厚飼料中のデンプンなどの炭水化物は第一胃（ルーメン）のｐＨの急激な低下を引き起こし、結果としてルーメンアシドーシスが発生することがある。

ルーメンアシドーシスは、反芻動物の疾病の一種であり、炭水化物に富む穀物、濃厚飼料、果実類などを急激に摂取することにより引き起こされる。ルーメンアシドーシスにおいては、ルーメン内において、グラム陽性乳酸生成菌、特にＳｔｒｅｐｔｃｏｃｃｕｓ ｂｏｖｉｓおよびＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ属微生物が増加し、乳酸あるいは揮発性脂肪酸（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ：ＶＦＡ）の異常な蓄積を招くため、ルーメン内のｐＨ（５以下）が低下する。その結果、ルーメン内の原生動物およびある種の細菌の減少、あるいは消滅を引き起こす。また、急性アシドーシスは、ルーメンの鬱血や脱水症（胃内容浸透圧の上昇に伴い体液が大量に胃内に移動）、さらには昏睡や死をもたらす。

アシドーシスの予防には、飼料配合の急激な変化を避け、ルーメン発酵の安定化（ｐＨの変動を少なくする）し、十分な反芻により唾液分泌のできる飼料給与が必要となる。これは、唾液には重曹が含まれｐＨ調節に寄与するためである。しかし、異常な発酵を恐れ、高栄養の飼料を避けると、エネルギーが不足して乳生産量が低下してしまうという懸念もある。

アシドーシスを予防する飼料として、ビートパルプと廃糖蜜とを重量割合で１００：５〜６０の混合物からなる粉粒体の糖蜜飼料が提案されている（特許文献１）。

特開２００６−１７４７９６号公報

しかしながら、上述したビートパルプと廃糖蜜の混合物からなる粉粒体の糖蜜飼料は、消化率をはじめとする飼料効率の点では劣る問題があった。

そこで、本発明は、濃厚飼料に代わり得る、ルーメンアシドーシスを起こさず、栄養価、飼料効率の高い飼料であって、牧草と比較しても亜硝酸中毒のような悪影響の可能性がなく、安定供給可能で経済的にも有利な飼料を提供することを課題とする。

発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その過程で、従来技術の糖蜜飼料のルーメンアシドーシスの予防効果は、反芻動物のルーメンでの消化速度、発酵速度が、濃厚飼料（例えばトウモロコシなどの穀類）のそれと比べると、緩やかであることによるものであることを見出した。そしてそのような材料を見出すべく試行錯誤を重ねた結果、セルロースおよび／またはヘミセルロースの乾燥固形分としての含有量が８０重量％以上である粒状または粉状の飼料に着目した。係る飼料は飼料効率の面でも優れていることを見出して本発明に至った。

すなわち、本発明は以下の発明を含む。
［１］セルロースおよび／またはヘミセルロースを、乾燥固形分として８０重量％以上含有する反芻動物用飼料。
［２］木材および／または非木材由来のパルプを含む上記［１］に記載の反芻動物用飼料。
［３］前記パルプの結晶化度が、７０％以下である、上記［２］に記載の反芻動物用飼料。
［４］前記パルプが、乾燥工程を経ずにパルプ化されてなるパルプである、上記［２］又は［３］に記載の反芻動物用飼料。
［５］前記パルプの水分含有量が、５０重量％以上である、上記［４］に記載の反芻動物用飼料。
［６］前記パルプが、クラフト法により製造されてなるパルプである、上記［２］〜［５］のいずれか一項に記載の反芻動物用飼料。
［７］反芻動物に上記［１］〜［６］のいずれか一項に記載の反芻動物用飼料を給与し、アシドーシスを予防する方法。

本発明によれば、ルーメンアシドーシスを起こすおそれがなく、可消化性部分が多く、栄養価及び飼料効率の高い、反芻動物用飼料を提供することができる。本発明によれば、従来の濃厚飼料や粗飼料の使用量を減らすことができるので、アシドーシスや亜硝酸中毒などを防ぐことができる。また本発明の反芻動物用試料は、保存性が良く取扱いが容易であり、様々な原料から調製できるので安定かつ安価に供給され得る。

図１は、各試験試料のインシチュ乾物消化率の、分解時間に伴う変化を示すグラフである。

本発明の飼料は、反芻動物に適用される。反芻動物としては、例えば、乳牛及び肥育牛などの牛、羊、山羊などが挙げられる。本発明の飼料を反芻動物に給与する時期、すなわち適用対象である反芻動物の年齢、体格、健康状態等には特に制限はないが、通常は、ルーメンの機能が形成されてからであり、代用乳が給与される哺乳期が終わってからである。

本発明の飼料は、セルロースおよび／またはヘミセルロースを含有する飼料である。

本発明の飼料の原料としては、例えば木材、パルプ（例：木材および／または非木材由来のパルプ、リンターパルプ、リネンパルプ、ラグパルプ、古紙パルプ）などが挙げられ特に限定されるものではないが、１）原料の種類によらずに、安定的に高純度のセルロースおよび／またはヘミセルロースが得られること、２）貯蔵性に優れていることから、木材および／または非木材由来のパルプを使用することが好ましい。また、木材および／または非木材由来パルプを原料として用いることにより、間伐材をはじめとする未利用の国産原料のうち食糧と競合しない原料を選んで使用するなどにより、環境問題の解決にもつなげることが期待される。

本発明の飼料は、飼料中のセルロースおよび／またはヘミセルロースの乾燥固形分としての含有量が８０重量％以上であり、９０重量％以上であることが好ましい。８０重量％以上であることにより、１）飼料の可消化性部分が増加し、２）飼料効率の向上を図ることができる。これらの優れた効果が発現する理由は次のように推測される。

本発明の飼料にはセルロース、ヘミセルロースが豊富に含まれているので、反芻動物のルーメンにおいて良好に分解されるとともに、消化速度や発酵速度は適切な範囲であり、急激な発酵が引き起こされない。そのため、反芻動物においてルーメンアシドーシスを起こしにくい。また、セルロースとヘミセルロースが豊富に含まれていることにより、牧草中に含まれているようなリグニン結合性のセルロースの含量が２０重量％以下と少量であるため、ルーメン微生物類が飼料を容易に分解でき、未消化物による糞量の増加も防止される。

また、従来技術の糖蜜飼料（特許文献１）と本発明の飼料を比較すると以下の通りである。特許文献１の糖蜜飼料の有効成分であるビートパルプはペクチンを主成分としており、セルロースやヘミセルロースの含量は少量（ヘミセルロース３６重量％、セルロース２３重量％、ペクチン１９重量％、リグニン３重量％程度）である。ルーメン内の微生物のうち、ペクチンを分解し得るペクチン分解菌（Ｂｕｔｙｒｉｂｉｖｒｉｏ ｆｉｂｒｉｓｏｌｖｅｎｓやＰｒｅｖｏｔｅｌｌａ ｒｕｍｉｎｉｃｏｌａなど）と、セルロースやヘミセルロースを分解し得るセルロース分解菌（Ｆｉｂｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｕｃｃｉｎｏｇｅｎｅｓやＲｕｍｉｎｏｃｏｃｃｉ属細菌など）やヘミセルロース分解菌とは菌種が異なる。ペクチン分解菌は、ペクチンのほかにヘミセルロースも分解するが、自ら基質（ペクチン等）を分解する力は弱く、むしろセルロース分解菌が繊維を分解する過程で生成するヘミセルロース等を待ち受けて利用するのが主体である。また、ビートパルプ中のリグノセルロース含量は少量であり、リグノセルロースを分解する細菌（例えば、Ｆｉｂｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｕｃｃｉｎｏｇｅｎｅｓ、Ｒｕｍｉｎｏｃｏｃｃｉ属細菌など）の基質にもならない。よって特許文献１の糖蜜飼料を反芻動物に給与しても、糖蜜飼料のエネルギー価は、本発明の飼料とは同等にはなり得ず、むしろ低いものと推測される。

さらに、牛などの反芻動物のルーメンには、セルロース、ヘミセルロース、デンプンなどを分解・利用する微生物群が豊富に存在しそれぞれがセルロース、ヘミセルロース、デンプンなどを分解・発酵してエネルギー源として利用している。セルロース、ヘミセルロースの分解および発酵においては、酢酸が生成されるのに対して、デンプンの分解および発酵においてはプロピオン酸が生成される。このため、セルロースおよび／またはヘミセルロースを豊富に含む本発明の飼料の方が、デンプンを多く含むトウモロコシ、大豆等の濃厚飼料と比較して、ルーメン内のｐＨを高く維持できるため、優れた効果を発現すると推測される。

本発明の飼料中のリグニンの含有量は、低いほうが好ましい。例えば１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。１５重量％以下であると、ルーメン微生物による分解が難しいリグニン−セルロース結合物の残存率が低く、消化率の向上および糞量の減少に繋がるためである。ここで、リグニンの含有量としては、セルロースと結合したリグノセルロースの含有量も含む。

本発明の飼料において好ましい原料は、木材および／または非木材由来のパルプである。木材としては、例えば、広葉樹、針葉樹、雑木、タケ、ケナフ、バガス、パーム油搾油後の空房が使用できる。具体的には、広葉樹としては、ブナ、シナ、シラカバ、ポプラ、ユーカリ、ナラ、イタヤカエデ、センノキ、ニレ、キリ、ホオノキ、ヤナギ、セン、ウバメガシ、コナラ、クヌギ、トチノキ、ケヤキ、ミズメ、ミズキ、アオダモ等が例示される。針葉樹としては、スギ、エゾマツ、カラマツ、クロマツ、トドマツ、ヒメコマツ、イチイ、ネズコ、ハリモミ、イラモミ、イヌマキ、モミ、サワラ、トガサワラ、アスナロ、ヒバ、ツガ、コメツガ、ヒノキ、イチイ、イヌガヤ、トウヒ、イエローシーダー（ベイヒバ）、ロウソンヒノキ（ベイヒ）、ダグラスファー（ベイマツ）、シトカスプルース（ベイトウヒ）、ラジアータマツ、イースタンスプルース、イースタンホワイトパイン、ウェスタンラーチ、ウェスタンファー、ウェスタンヘムロック、タマラック等が例示される。

また、前記非木材としては、例えば、ワラ、バガス、タケ等が例示される。

木材および／または非木材由来パルプの製造方法は、特に限定されるものではないが、飼料中のセルロースおよび／またはヘミセルロースの乾燥固形分としての含有量を８０重量％以上にさせるためには、通常製紙業界で用いられている、クラフト法、サルファイト法などの方法が好ましい。また、クラフト法、サルファイト法などの方法によって製造されたパルプをそのまま用いてもよいし、漂白等の後処理を行ったものを使用することも可能である。

クラフト法は、硫酸ナトリウムを用いて蒸解する方法である。クラフト法では、ほとんどの種類の木材、ワラ、バガス、タケ等の非木材を原料として使用することが出来る。また、チップの品質や木皮の混入などの影響も少なく、木材あるいは非木材を構成しているセルロースおよびヘミセルロース以外の主成分であるリグニンをほとんど除去することができる。

以下に、クラフト法によるパルプ製造の一例を示す。

木材（例えば、広葉樹（例：ユーカリグロビュラス））チップを風乾して、絶乾重量で４００ｇ相当量を正確に秤量し蒸解釜内で液比５、硫化度３０％、有効アルカリ１５％（Ｎａ₂Ｏとして）となるように蒸解白液を加え、蒸解温度１５０℃から１６５℃の間で蒸解後のカッパー価が１６となるようにクラフト蒸解を行う。蒸解終了後、濾布で遠心脱水と水洗浄を繰り返す。次に、スクリーンにより、未蒸解の粕を分離し、遠心脱水し蒸解未漂白パルプを得た。次に得られたパルプに対し、ＮａＯＨを２重量％添加し、酸素ガスを注入し、１００℃、酸素圧ゲージ圧０．４９Ｍｐａで６０分間処理する。続いて、二酸化塩素−アルカリ抽出処理−過酸化水素−二酸化塩素の４段漂白処理を行う。最初の二酸化塩素処理は、パルプ濃度が１０重量％となるように調製し、二酸化塩素を０．４％質量％添加し、７０℃、４０分間処理する。次いで、イオン交換水にて洗浄、脱水し、パルプ濃度１０重量％に調製し、過酸化水素０．５重量％、ＮａＯＨ０．５％質量％を順次添加し、７０℃、１２０分間の過酸化水素処理を行う。次に、イオン交換水にて洗浄、脱水後、パルプ濃度を１０重量％に調製し、二酸化塩素０．２５重量％を添加し、７０℃、１８０分間に酸化塩素処理を行う。最後にイオン交換水で洗浄する。なお、以下述べるように乾燥工程である脱水工程は省略してもよく、省略することが好ましい。

サルファイト法は、木材および／または非木材（例えばチップ）などを亜硫酸と重亜硫酸カルシウムとの混液で蒸解（酸性蒸解）する方法である。塩基としてカルシウムの代わりに、ナトリウム、マグネシウム、アンモニアなどを使用してもよい。また、酸性蒸解を、遊離の亜硫酸を含まずに行う方法（例えば、バイサルファイト法や中性サルファイト法）であってもよい。サルファイト法で得られるパルプは、ヘミセルロースが酸により溶出すると共に、リグニンも除去されるため、セルロース含有率が高い特徴がある。

以下に、サルファイト法によるパルプ製造の一例を示す。

木材（例えば、広葉樹）チップ（例 アジアータパイン：水分５０％）５００ｍｌに対し、体積で３倍容の蒸解液（総酸＝４％、化合酸＝１％、遊離酸＝３％、ｐＨ＝１．５）を加え、蒸解用のオートクレーブで１１０℃に加温する。その後、余剰の薬液を除き、１４０℃に加温後、２時間保持する。その後、温度を徐々に下げ６０℃になったところでブローする。蒸解終了後、濾布で遠心脱水と水洗浄を繰り返す。次に、スクリーンにより、未蒸解の粕を分離し、遠心脱水し蒸解未漂白パルプを得る。漂白は、前記クラフト法に準じて行い得る。なお、以下述べるように乾燥工程である脱水工程は省略してもよく、省略することが好ましい。

ここで、総酸とは溶解している亜硫酸の全量を表す。化合酸とは、ベースを亜硫酸マグネシウムと考えて、酸化マグネシウムと当量の亜硫酸の量を表す。遊離酸とは、総酸と化合酸の差を表す。

本発明の飼料に好ましく含まれる木材および／または非木材由来パルプの結晶化度は、７０％以下であることが、消化率向上の点から望ましく、９０％以下であることがより望ましい。結晶化度が７０％を超えるとルーメン中に存在する微生物類による分解効率が低下するため、十分なエネルギー価を得ることができなくなる。

なお、飼料の結晶化度はＳｅｇａｌ法によって測定することができる。Ｓｅｇａｌ法による測定は、実施例の測定条件によることができる。

本発明において、木材および／または非木材由来パルプの結晶化度を調整する方法は特に限定されるものではないが、例えば、（１）木材および／または非木材由来パルプの製造（パルプ化）方式の選択、（２）木材および／または非木材パルプの製造（パルプ化）時の処理工程の変更、（３）木材および／または非木材由来パルプの製造後の含水量のコントロールが例示される。

（１）木材および／または非木材由来パルプの製造方式としては、クラフト法を選択することが好ましい。（２）木材および／または非木材パルプの製造時の処理工程の変更としては、パルプ化後乾燥させない（乾燥工程を経ない）ことが好ましい。乾燥工程を経ないパルプの含水率は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましい。必要に応じて、含水率が５０重量％以上になるように圧搾処理を行ってもよい。なお、上限は特には限定されないが、通常は７０重量％以下である。（３）木材および／または非木材由来パルプの製造後の含水量のコントロールとしては、通常通りパルプを製造し（乾燥工程も行い）、得られるパルプに水を添加して、その含水量を調整（好ましくは、５〜７０重量％）することが好ましい。

前記（１）〜（３）の例のうち、（２）の例が最も好ましい。前記（３）の例の、既に完成した（乾燥工程を経た）木材および／または非木材由来パルプの含水率を後で５０重量％に調整した場合、得られるパルプは、前記（２）の例により、乾燥工程を経ずに得られる含水率５０重量％のパルプと比較すると、後者の方がパルプの結晶化度が低い。

本発明の飼料は、木材および／または非木材由来のパルプを含むことが好ましい。すなわち、本発明の飼料は、セルロースおよび／またはヘミセルロースを、飼料全体に対する乾燥固形分として８０重量％以上含むものであれば、木材および／または非木材由来のパルプのほかに、他の飼料成分（例えば、粗飼料、濃厚飼料、蛋白質、脂質、ビタミン、ミネラルなど）や添加剤（保存料、着色料、香料等）が配合されたものであってもよい。もちろん、本発明の飼料を、木材および／または非木材由来のパルプからなるものとして（他の成分を配合しない）、木材および／または非木材由来のパルプとして、該パルプ中の乾燥固形分が８０重量％であるものを用いてもよい。

本発明の飼料の形状は特には限定されないが、製造や取扱い等の容易さなどの点から、粉状又は粒状であることが好ましい。

本発明の飼料の用量については、対象動物の種類、年齢、性別、健康状態等に応じて適宜設定し得る。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例１〜４、参考例１および比較例１〜２
［試料および供試動物］
パルプは、針葉樹由来の溶解パルプ（実施例１：ＮＤＰ）（商品名「ＮＴ」日本製紙ケミカル（株）社製）、広葉樹由来の溶解パルプ（実施例２、４）および広葉樹由来のクラフトパルプ（実施例３：ＬＢＫＰ）（商品名「ＬＢＫＰ」日本製紙（株）社製）を用いた。広葉樹由来の溶解パルプは、乾燥させたもの（実施例２：ＬＤＰ）（商品名「ＬＴ」日本製紙ケミカル（株）社製）と乾燥工程を経ずに一部圧搾脱水したもの（実施例４：湿ＬＤＰ）を調製した。なお、実施例１、２および４のパルプはいずれも、サルファイト法により製造された木材由来のパルプである。

パルプからセロビオースを製造する過程で産生されるセルロース断片も飼料として用いた（参考例１：セロビオース残渣）。セロビオース残渣の製造は、下記の方法によった。１００ｋｇの湿ＬＤＰ（含水量７０％）を５％となるように６００Ｌの水中に分散し、塩酸またはアルカリでｐＨ５に調整した。セルラーゼ（商品名「セルクラフト」：ノボエンザイム社製）を対パルプ３％となるように加え、５０℃で２４時間反応し、その後、全体を遠心分離（３０００ｒｐｍ）にて、溶液と固形分を分離した。溶液部分は、濃縮後、晶析し、その後乾燥してセロビオース４ｋｇを得た。固形分は、８０℃で２０時間乾燥、粉砕してセロビオース残渣１３ｋｇを得た。

ＮＤＰ、ＬＤＰおよびＬＢＫＰの結晶化度（Ｓｅｇａｌ法）はそれぞれ８９．７％、８８．０％および８５．５％で、重合度はそれぞれ１５７０、１５４０および１５００であった。

なお、結晶化度の測定は、以下のようにして行った。適当量の試料をガラスセルに乗せ、Ｘ線回折測定装置（ＲＡＤ−２Ｃシステム、理学電気社製）に供した。Ｓｅｇａｌらの手法（Ｌ．Ｓｅｇａｌ，Ｊ．Ｊ．Ｇｒｅｅｌｙ ｅｔａｌ，Ｔｅｘｔ．Ｒｅｓ．Ｊ．，２９，７８６，１９５９）、およびＫａｍｉｄｅらの手法（Ｋ．Ｋａｍｉｄｅ ｅｔ ａｌ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊ．，１７，９０９，１９８５）に基づき、Ｘ線回折測定から得られた回折図の２θ＝４°〜３２°の回折強度をベースラインとして、００２面の回折強度と２θ＝１８．５°のアモルファス部分の回折強度から次式１により、結晶化度を算出した。
〔式（１）〕 χｃ＝（Ｉ_002C−Ｉａ）／Ｉ_002C×１００
χｃ：結晶化度（％）
Ｉ_002C：２θ＝２２．６°、００２面の回折強度
Ｉａ：２θ＝１８．５°、アモルファス部分の回折強度

対照試料としては、粗飼料および濃厚飼料を代表するものとして、それぞれバミューダグラス乾草（比較例１）および加熱圧片トウモロコシ（比較例２）を用いた。
実施例及び比較例の各飼料の組成を表１に示した。表１中の空欄については、未測定であることを示す。

供試動物としてルーメンフィステル装着ホルスタイン雌乾乳牛（体重６３０ｋｇ）１頭を用いた。飼料としてバミューダグラス乾草、トウモロコシおよび大豆粕をそれぞれ７０、２０および１０重量％の割合で給与した。給与量は日本飼養標準（乳牛、２００６）で日増体量０．５ｋｇを充足する量とし、自由飲水とした。

［分析方法および統計］
試料の一般成分分析は常法に従った（ＡＯＡＣ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ２０００）。

中性デタージェント繊維（ＮＤＦ）はＶａｎ ＳｏｅｓｔとＷｉｎｅ（１９６７）の方法に、酸性デタージェント繊維（ＡＤＦ）と酸性デタージェントリグニン（ＡＤＬ）の分析はＶａｎ Ｓｏｅｓｔ（１９６２）の方法に、それぞれ従って求めた。ＮＤＦおよびＡＤＦはＦｉｂｅｒ Ａｎａｌｙｚｅｒ（Ａ２００、ＡＮＫＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．、Ｆａｉｒｐｏｒｔ、ＮＹ、ＵＳＡ）を用いて求めた（Ｖｏｇｅｌら １９９９）。ＮＤＦは耐熱性アミラーゼを用いたが亜硫酸ナトリウムは添加しない値として表した（Ｍｅｒｔｅｎｓ ２００２）。

中性デタージェント不溶性蛋白質（ＮＤＩＣＰ）および酸性デタージェント不溶性蛋白質（ＡＤＩＣＰ）はそれぞれ中性デタージェント（ラウリル硫酸ナトリウム主体の中性洗剤溶液）および酸性デタージェント（セチルトリメチルアンモニウムブロミドの硫酸溶液）で処理した残渣中の蛋白質を測定することで求めた。

インビトロ培養試験におけるガス圧測定は、内圧測定用圧力計（Ａ型、ＧＬサイエンス、東京）を用いて行った。ガス組成は、ＴＣＤ装着ガスクロマトグラフ（ＧＣ−８Ａ、島津製作所、京都）を用いて、ステンレスカラムに充填したＰｏｌａｐａｃｋ ｔｙｐｅ Ｑ（８０／１００メッシュ、Ｗａｔｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ、ＵＳＡ）とアルゴンガスで分離して測定した。

またＶＦＡは、ＦＩＤ装着ガスクロマトグラフ（７８９０Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、ＣＡ、ＵＳＡ）を用いて、ガラスカラムに充填した５％ Ｔｈｅｒｍｏｎ １０００と０．５％Ｈ₃ＰＯ₄（８０／１００メッシュのＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂ Ｗに吸着、和光純薬、大阪）とヘリウムガスで分離して定量した。

インビトロ培養試験において得られる発酵関連の測定値は、変動に試料間差が見られたことから、Ｍａｎｎ−Ｗｈｉｔｎｅｙのノンパラメトリック法を用いて差の検定（Ｐ＜０．１０）を行った（Ｃａｍｐｂｅｌｌ １９７４）。

試験飼料の化学成分（乾物中％）を表２に示す。なお、表２中の「％」は「重量％」を示す。

［インシチュ試験］
試料のルーメン内消化性をｉｎ ｓｉｔｕ法で測定した（Ｎｏｃｅｋ １９８８）。

供試動物のルーメン内に試料各５ｇ（風乾重）を秤量したポリエステルバッグ（＃Ｒ１０２０、ポリエステル、１０ｃｍ×２０ｃｍ、平均孔径５０±１５μｍ、ＡＮＫＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．、Ｆａｉｒｐｏｒｔ、ＮＹ、ＵＳＡ）を経時的に投入した。分解時間は、飼料の入ったポリエステルバッグを投入後、２時間、４時間、８時間、２４時間、４８時間、７２時間とした。

各時間経過後、ルーメン内からポリエステルバッグを取り出した後、水で洗浄し、６０℃で乾物恒量を求めた。また、ルーメン内には投入せず、水で洗浄しただけの飼料の入ったポリエステルバッグを、分解時間０時間の試料とした。

各試料の測定は実施日の異なる３連で行った。

飼料の乾物消化曲線の推定にはΦｒｓｋｏｖとＭｃＤｏｎａｌｄ（１９７９）が示した以下の一次反応式（式（２））を、測定した平均値に適用した。
〔式（２）〕 ｐ＝ａ＋ｂ×（１−ｅ^-ct）

式（２）中、ｐは分解時間ｔ（時間）における乾物消化率（％）、ｃは可消化成分（ｂ）の消化速度（／ｈ）を示している。

パラメーターａ、ｂ、ｃは、８時間、２４時間、４８時間経過時における実測値と推定値との偏差平方の和が最小になるように設定した。８時間未満と４８時間より後の偏差を考慮しなかったのは、８時間までは分解までのラグタイムの存在により分解が安定しない試料が多いためと、消失速度（消化速度＋通過速度）が５％／ｈ程度でも４８時間より後には可消化物の９０％以上は計算上消失してしまうためである。

また式１のａは本来、飼料中の可溶性成分の割合（％）を、ｂは、飼料中の、微生物による可消化成分の割合（％）を、それぞれ表すものであるが、実際の計算においては最適な適合を優先するために現実的でない値が得られる場合が多い。そこでａとは別に、可溶性成分（可溶性画分、ＤＭｓ）として、２時間、４時間、８時間経過時においてそれぞれ測定算出される、微生物による可溶性成分の消化率（３連の試験から得られる各数値）の回帰式から求めた切片の値を算出した。またｂとは別にルーメン微生物による消化可能な成分（可消化成分）として７２時間経過時の試料における、ルーメン微生物による分解率の合計から可溶性成分のみの分解率を差し引いた値を算出しＤＭｂとした。

試験飼料のルーメン内分解パラメーターを表３に示す。

〔表３の脚注〕
^a ＤＭｓ〔可溶性画分、可溶性成分〕：２時間，４時間，および８時間経過時における各消化率の値から求めた回帰式により算出される数値である。
^b ＤＭｂ〔微生物に分解可能な飼料中の成分（画分）〕：分解時間７２時間における、微生物による全消化率から、微生物による可溶性成分の消化率を差し引いて得られる数値である。
^c ａ、ｂおよびｃ：式１を最適化する条件でもとめた値。分解速度（ｃ）は、可消化成分（ｂ画分）の１時間当たりの消化速度を、ｂ画分の重量に対する割合で示した数値である。
^d 分解速度（ｃ’）：ｂ画分の消化速度を試料全体に対する割合で示した数値である。
^e ＬａｇＴ：式１がＤＭｓを示すときの時間である。

表３から以下のことがわかる。

式１で求めた各試料の可消化画分の消化速度は、表３にｃの値で示したが、トウモロコシとバミューダグラス乾草の両対照試料、およびＬＢＫＰが３％／ｈ以上、ＮＤＰとＬＤＰが２．５％／ｈ以上、および湿ＬＤＰとセロビオース残渣が２％／ｈ以下であった。これらを分解時間７２時間における可消化画分の消化率（ＤＭｂ）と比較すると、ＤＭｂの高い湿ＬＤＰで低く、ＤＭｂの低いバミューダグラス乾草で高くなっているという逆転現象が見られた。これは消化速度ｃが、可消化部分であるｂ画分の重量に対する割合で表されていることに起因する。例えば同じ分解速度を示していても、可消化部分が１００％近い試料と５０％しかない試料とでは、実際の単位時間あたりの可消化養分の溶出量は倍近い差が出てくることになる。

そのためこの試験では、可消化画分（ｂ）に関し、ＮＤＰ、湿ＬＤＰおよびＬＢＫＰでは相対的に過小評価され、反対にバミューダグラス乾草やセロビオース残渣では、過大評価される。そこでその矛盾を解決するために、可消化画分（ｂ）の消化速度を試料全体に対する割合として、表２にはｃ’で表した。ｃ’は可消化画分（ｂ）が、１時間あたり、試料全体の何パーセントずつ消化されていくかを表したものである。ｃ’により、試料中の可消化部分の多少にかかわらず、例えば試料１ｋｇあたりどの程度の分解速度で可消化画分が分解されるかを比較できる。ちなみにこのｃ’に従えば、ＮＤＰ、ＬＢＫＰおよび湿ＬＤＰはどれも２．８〜３．０％／ｈを示し、トウモロコシの分解速度２．０％／ｈよりも高い値であった。またＬＤＰの分解速度も他のパルプと比べるとやや低い値を示したが、それでも２．２％／ｈとトウモロコシと同程度の値であった。

各試験試料についての各分解時間のインシチュ乾物消化率（％）を表４に示す。

上記表４の各試験試料のインシチュ乾物消化率（％）の結果をグラフ化し、図１に示した。

表４および図１の結果から、以下のことが分かる。

実施例１〜４の結果は、本発明の飼料は、消化速度及び消化率と共に濃厚飼料並みに高いが、分解開始までのラグタイムがあることから急激な発酵が抑えられるため、アシドーシスを防止することができることを示す。また、実施例２と実施例４の結果から、本発明の飼料の消化速度および発酵速度は、水分調節によりより適切な範囲に調整することができることが分かる。

［インビトロ培養試験］
試験試料のルーメン内分解特性を基本的に梶川らのｉｎ ｖｉｔｒｏ培養法（１９９３）に基づいて測定した。

すなわち試験動物のルーメンから内容液をポンプで吸引採取し、３０分静置後に中間層の溶液からプロトゾアを遠心で除いた部分をルーメン細菌液とした。これをＫ₂ＨＰＯ₄（１．４ｍＭ）、ＫＨ₂ＰＯ₄（１．８ｍＭ）、ＮａＣｌ（２．１ｍＭ）、ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ（０．１ｍＭ）、ＣａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ（０．０１ｍＭ）、システイン−ＨＣｌ（５．７ｍＭ）、レサズリンナトリウム（５ｍＭ）およびＮａ₂ＣＯ₃（４７ｍＭ）を含む、ｐＨを６．５に調整した培地を用いて５倍希釈した。それを、試験試料１００ｍｇ（乾物）を秤量したブチルゴムおよび穴あきスクリューキャッブ付試験管（２０ｍｌ、三紳工業、横浜）に１０ｍｌずつ分注して３９℃で嫌気培養を行った。培養液の調製は全てＣＯ₂ガス吹き込み下の嫌気的条件で行った。

培養は実施日の異なる３連で行い、培養時間は２時間、４時間、８時間、２４時間および４８時間とした。培養終了後、室温でのガス圧測定および氷冷してガス組成の測定、消化残渣の秤量、および培養液中のｐＨ測定ならびに揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）測定用試料の調製を行った。

消化残渣はろ過ロート（平均孔径４５μｍ、三紳工業、横浜）で予備濾ろ後、定量ろ紙（Ｎｏ．５Ａ、アドバンテック、東京）でろ過して求めた。

表５に、ガス産生量の変化、表６にメタン産生量の変化、表７にｐＨの変化、表８に総ＶＦＡ濃度の変化をそれぞれ示す。なお、表７及び表８中の空欄は、未測定であることを示す。

表５から表８の結果をもとに粗飼料型、濃厚飼料型およびアシドーシス型の発酵という視点で各試験試料の発酵を見てみると、ＶＦＡの最終濃度では、ＬＢＫＰ（広葉樹クラフトパルプ）がバミューダグラス乾草とトウモロコシの間のいわゆる濃厚飼料と粗飼料との中間的な特性を示し、急激な発酵によるアシドーシスの発生には結びつかないものと考えられる。また他の試料ではセロビオース残渣がバミューダグラス乾草と同等の濃度を示した。経時的なＶＦＡ濃度の変化を見ていくと、セロビオース残渣はバミューダグラス乾草と同等な変化を示したが、他のパルプ類はインシチュ消化性の変化と同様に長いラグタイムの後に発酵が開始された。この点からもアシドーシスを引き起こす可能性は低いものと考えられる。ガスの総産生量もＶＦＡと基本的には同様な傾向を示している。発酵ガスとしては二酸化炭素、メタンおよび微量の水素が産生されるが、このうち二酸化炭素は炭酸緩衝液を使用していることもあり、ｐＨの低下に伴って培地より発生するものも含まれている。

セロビオース残渣は、消化、発酵性はパルプより低く、粗飼料と同等もしくは粗飼料と濃厚飼料の中間程度であるが、メタン産生を抑制する効果を示す。セロビオース残渣はラグタイムこそ短いものの、２４時間でメタン産生の増加が停滞して４８時間ではバミューダグラス乾草よりも低い値となった。メタン産生は、嫌気発酵の過程で生じる還元価（電子あるいは代謝性水素）を処理する働きを持つため、メタン産生菌の増殖が抑制されると、水素ガスの多量発生や、中間代謝化合物であるピルビン酸の還元を通じて乳酸、コハク酸およびプロピオン酸の産生増加につながる。

メタンはルーメン内発酵に特徴的な酢酸優勢型発酵に付随して産生されるものであり、いわゆる自然で正常な発酵を維持するための重要な要因と考えられる。しかし近年、メタンは温室効果ガスとして地球温暖化を低減するためにも制御すべき物質としてリストにあがっている。そのため家畜の生産を低下させることなくルーメンからのメタン産生を抑制する技術が求められている。本実施例で明らかになったセロビオース残渣のメタン産生抑制効果は、この物質が反芻家畜からのメタン産生を抑制する資材として有望なことを示唆している。

Claims (7)

1. セルロースおよび／またはヘミセルロースを、乾燥固形分として８０重量％以上含有する反芻動物用飼料。
2. 木材および／または非木材由来のパルプを含む、請求項１に記載の反芻動物用飼料。
3. 前記パルプの結晶化度が、７０％以下である、請求項２に記載の反芻動物用飼料。
4. 前記パルプが、乾燥工程を経ずにパルプ化されてなるパルプである、請求項２又は３に記載の反芻動物用飼料。
5. 前記パルプの水分含有量が、５０％以上である、請求項４に記載の反芻動物用飼料。
6. 前記パルプが、クラフト法により製造されてなるパルプである、請求項２〜５のいずれか一項に記載の反芻動物用飼料。
7. 反芻動物に請求項１〜６のいずれか一項に記載の反芻動物用飼料を給与し、アシドーシスを予防する方法。