JP2015050943A - 生乳の品質の改善方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生乳の新鮮な風味に影響する異常風味である、自発性酸化臭の発生を抑制する方法を提供することを課題とする。【解決手段】 脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することで、生乳の酸化を効果的に抑制して、生乳の自発性酸化臭の発生を抑制できる。あるいは、濃厚飼料の給与を制限して、粗飼料を多く乳牛に給与することや、粗飼料を先に給与し、濃厚飼料を後から給与することでも、生乳の自発性酸化臭の発生を抑制できる。【選択図】図８

Description

本発明は、生乳の品質の改善方法に関する。

生乳の自発性酸化臭は、「ボール紙様」や「豆様」の風味などと表現され、生乳本来の新鮮な風味（香りや後味）に悪影響を及ぼす、生乳の異常風味の一つである。この異常風味の分析結果として、例えば、非特許文献１には、酸化臭が発生した生乳は、ヘキサナールが高濃度で含まれ、中性脂肪画分に、リノール酸が高濃度で含まれることや、α−トコフェロールやβ−カロテンは低濃度で含まれること、酸化臭の発生する理由が牧場によって異なることなどが記載されている。自発性酸化臭は、乳牛から搾乳した直後には感知できず、冷蔵保存時などにおいて徐々に顕在化する。自発性酸化臭は、生乳の異常風味の中で、発生頻度が特に高いが、発生の原因や機構（メカニズム）は十分に解明されていない。

これまでに、生乳の酸化臭などを除去する様々な方法が検討されている。例えば、特開平０６−００７０８４号（特許文献１）では、液状乳脂肪を合成吸着樹脂に接触させ、品質の劣化した乳脂肪から生じる酸化臭などの異臭を除去する方法が記載されている。特開２００６−２０４１４８号（特許文献２）では、乳成分を含む液体を蒸気で処理して、乳成分を改質させ、酸化臭などの生成を抑制する方法が記載されている。しかし、これらは異臭の発生後の対応を検討したものであり、自発性酸化臭などの異臭そのものの発生を抑制する方法は記載や示唆されていない。

特開平０６−００７０８４号公報 特開２００６−２０４１４８号公報

P. Barrefors and L. Bjoerck, Chemical Characterization of Raw Milk Samples with and without Oxidative Off-Flavor, J. Dairy Sci., 78, 2691-2699, 1995

本発明では、生乳の新鮮な風味に影響する異常風味である、自発性酸化臭の発生を抑制する方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明者らは、生乳の品質改善の研究の過程で、生乳の自発性酸化臭が発生しやすい牧場では、乳牛へ給与する飼料に特徴があることを見出した。具体的には、濃厚飼料の多給、粗飼料の給与不足、ビタミンEの給与不足、おから・加熱大豆・大豆粕の多給、高脂肪の飼料の給与、ルーメンのバイパス性が高い脂質飼料の給与、粗飼料の切断長の不適正などの特徴があった。これらの特徴を検討し、生乳の自発性酸化臭の発生の主な原因として、脂質の酸化の基質となる不飽和脂肪酸の給与、不飽和脂肪酸の酸化を抑制する抗酸化物質の不足、ルーメン内の脂質の代謝の変化などがあると予測された。

そこで、正常な風味の生乳と、異常な風味の（自発性酸化臭の発生した）生乳について、理化学的な特性を分析して検討した。そして、自発性酸化臭の発生した生乳では、脂肪酸の割合に特徴があることを見出した。その結果から、脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することで、生乳の酸化を効果的に抑制して、生乳の自発性酸化臭の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、以下の〔１〕〜〔７〕に関するものである。
〔１〕脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
〔２〕脂肪酸の割合を調整した飼料が、脂肪濃度及び／又は不飽和脂肪酸濃度が低濃度となるように設計したものである、前記〔１〕に記載の生乳の品質の改善方法。
〔３〕不飽和脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸の１種以上である、前記〔２〕に記載の生乳の品質の改善方法。
〔４〕濃厚飼料を減らし、粗飼料を増やして、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
〔５〕粗飼料を先に、濃厚飼料を後から、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
〔６〕生乳の品質が、生乳の自発性酸化臭の発生の程度で示される、前記〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の改善方法。
〔７〕自発性酸化臭の発生の程度が、ヘキサナール濃度で示される、前記〔６〕に記載の改善方法。

従来、自発性酸化臭は、生乳の異常風味の中で、発生頻度が特に高いが、発生の原因や機構（メカニズム）は十分に解明されておらず、生乳の品質に大きな悪影響を及ぼしていた。この対策として、例えば、ビタミンＥ製剤などを飼料に添加したり、乳牛の筋肉に投与したりすることで対応していた。これに対して、本発明によれば、脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することで、生乳の酸化を効果的に抑制でき、生乳の自発性酸化臭の発生を経済的に抑制することができる。

ミルコスキャンFT120による乳脂肪濃度の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 ミルコスキャンFT120による無脂乳固形分濃度の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 ミルコスキャンFT120による乳タンパク質濃度の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 ミルコスキャンFT120による乳糖濃度の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 ミルコスキャンFT120による総固形分濃度の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 レーザー回折散乱粒度分布測定装置による脂肪球の粒度分布平均径の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 高速液体クロマトグラフ法によるビタミンEの測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。 脂肪酸メチルエステル化法（水酸化カリウム-メタノール法）を用いたGC-FID法による脂肪酸組成の測定結果のグラフである。グラフ中のバーは標準偏差を示している。一元配置の分散分析の後に、多重比較検定を実施し、第１群と第３群との間で、危険率０．０５で有意差がある場合を＊印で示した。また、第１群と第３群との間で、危険率０．０１で有意差がある場合を＊＊印で示した。

本発明の生乳の品質の改善方法は、脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することを特徴とする。ここで、「脂肪酸の割合を調整した飼料」とは、生乳の自発性酸化臭の発生が抑制されることが科学的や実験的に検証されているものであれば良く、特に制限されないが、例えば、脂肪濃度及び／又は不飽和脂肪酸濃度が低濃度となるように設計した飼料を好ましく用いることができる。そして、「脂肪濃度及び／又は不飽和脂肪酸濃度が低濃度となるように設計した飼料」とは、従来の市販の飼料に比べて、脂肪濃度や不飽和脂肪酸濃度が低減している飼料であれば良く、特に制限されないが、脂肪濃度や不飽和脂肪酸濃度が意図的に低減された飼料を好ましく用いることができる。さらに、不飽和脂肪酸とは、乳牛に給与する飼料に配合（添加）や含有されているものであれば良く、特に制限されないが、例えば、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸などを好ましく用いることができる。このとき、脂肪濃度及び／又は不飽和脂肪酸濃度が低濃度となるように設計した飼料を、乳牛に給与すると、生乳の自発性酸化臭の発生が抑制されて、生乳の品質を安定して改善できることとなる。特に、リノール酸は、脂質酸化の基質となって最終的にヘキサナールを生成し、自発性酸化臭の発生につながると考えられている。よって、リノール酸の給与量を少なく設計した飼料が特に好ましい。

また、本発明の生乳の品質の改善方法は、濃厚飼料を減らし、粗飼料を増やして、乳牛に給与することを特徴とする。濃厚飼料を増やして、乳牛に給与すると、乳牛のルーメン内の脂質の加水分解能と水素添加能が低下し、不飽和脂肪酸の濃度が上昇するため、生乳の自発性酸化臭の発生が促進されやすくなる。ここで、「濃厚飼料」とは一般的に、穀実類、油粕類、ぬか類、製造粕類、動物性飼料などで調製され、繊維が少なく、でんぷんや蛋白質などの栄養濃度が高い飼料をいう。この穀実類には、トウモロコシ、小麦、大麦、米などが用いられ、さらに、油粕、大豆などの豆類が配合されることもある。このうち、大麦や米には、総脂肪酸中のリノール酸の含有量が低いことが知られている。したがって、例えば、大麦や米の使用量を多くして、濃厚飼料を調製することにより、本発明の「脂肪酸の割合を調整した飼料」と同等のものを得ることができる。一方、「粗飼料」とは一般的に、草類、青刈り飼料作物、わら類などを指し、それらから調製した乾草やサイレージも含んでおり、植物の茎葉部を主とし、繊維含量が高く、穀類飼料と比べて嵩（かさ）が大きく、エネルギー含量が低い飼料を言う。粗飼料と濃厚飼料の適正な給与割合は、粗飼料の質によって決まる。本発明では、例えば、コーンサイレージなどの比較的エネルギー含量の高い粗飼料であれば、粗飼料：濃厚飼料の割合を７５：２５〜４５：５５にすることが好ましく、粗飼料：濃厚飼料の割合を６５：３５〜５５：４５にすることがより好ましい。ただし、粗飼料の質が悪い場合（例えば乾草のみの場合など）は、粗飼料：濃厚飼料の割合を６５：３５〜３５：６５にすることが好ましく、粗飼料：濃厚飼料の割合を５５：４５〜４５：５５にすることがより好ましい。

さらに、本発明の生乳の品質の改善方法は、粗飼料を先に、濃厚飼料を後から、乳牛に給与することを特徴とする。濃厚飼料を先に、乳牛に給与すると、乳牛の濃厚飼料の採食量の増加に繋がるため、濃厚飼料を後から、乳牛に給与することで、濃厚飼料を減らし、粗飼料を増やして、乳牛に給与すること（乳牛へ濃厚飼料を制限して給与した場合）と同様に、発明の効果を得ることができる。

本発明において「生乳の品質の改善」とは、乳牛が新鮮な生乳を安定して産生する状態を維持できていれば良く、特に制限されないが、例えば、生乳の自発性酸化臭の発生の程度で示すことができる。そして、「生乳の自発性酸化臭」とは、例えば、文献（大森ら、新鮮な生乳のおいしさをもとめて〜生乳生産から殺菌技術まで〜, Milk Science, Vol.57, No.3, 125-129, 2008）などにも記載されているように、鎖状脂肪族アルデヒドの一種であるヘキサナール濃度を指標として示すことができる。ここで、ヘキサナール濃度と自発性酸化臭の関係では、個人差があるものの、ヘキサナール濃度が10μg/L未満であると、自発性酸化臭を殆ど感じない（正常な生乳の風味と感じる）と評価され、ヘキサナール濃度が10μg/L以上20μg/L未満であると、自発性酸化臭を僅かに感じると評価され、ヘキサナール濃度が20μg/L以上であると、自発性酸化臭を強く感じると評価される。したがって、本発明の生乳の品質の改善方法によれば、生乳のヘキサナール濃度が好ましくは0μg/L以上20μg/L未満、より好ましくは0μg/L以上15μg/L未満、さらに好ましくは0μg/L以上10μg/L未満であり、このような場合に、発明の効果を十分に得ることができると考えられる。

以下、試験例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。なお、この試験例の結果は、本発明を限定するものではない。

牛乳の製造工場（株式会社 明治）の集乳の地域内（北海道〜九州）において、2011年度に、自発性酸化臭の発生しやすい牧場と、その集乳車（ローリー）から、生乳を採取し、HS-SPME-GC/MS法により、ヘキサナール濃度を測定した。これらのヘキサナール濃度に応じて、次の3群（3水準）に分類した。
第１群； 自発性酸化臭を殆ど感じない生乳（正常な風味の生乳）：5検体、ヘキサナール濃度：10μg/L未満
第２群； 自発性酸化臭を僅かに感じる生乳：6検体、ヘキサナール濃度：10μg/L以上20μg/L未満
第３群； 自発性酸化臭を強く感じる生乳：6検体、ヘキサナール濃度：20μg/L以上

各群の生乳について、以下の検査項目を検討した。
・ミルコスキャンFT120による乳成分（乳脂肪濃度、無脂乳固形分濃度、乳タンパク質濃度、乳糖濃度、総固形分濃度）の分析
・レーザー回折散乱粒度分布測定装置LS230（BECKMAN COULTER社製）による脂肪球の粒度分布の測定
・高速液体クロマトグラフ法によるビタミンE（α-トコフェロール）の分析
・脂肪酸メチルエステル化法（水酸化カリウム-メタノール法）を用いたGC-FID法による脂肪酸組成の分析

ミルコスキャンFT120による乳成分の分析について、乳脂肪濃度の測定結果を図１に、無脂乳固形分濃度の測定結果を図２に、乳タンパク質濃度の測定結果を図３に、乳糖濃度の測定結果を図４に、全固形分濃度の測定結果を図５に、それぞれ示した。その結果として、これら全部の分析項目において、第１群から第３群までの群間で有意差は認められなかった。

レーザー回折散乱粒度分布測定装置LS230（BECKMAN COULTER社製）による脂肪球の粒度分布平均径の測定結果を図６に示した。その結果として、この分析項目において、第１群から第３群までの群間で有意差は認められなかった。

高速液体クロマトグラフ法によるビタミンE（α-トコフェロール）の測定結果を図７に示した。その結果として、この分析項目において、第１群から第３群までの群間で有意差は認められなかった。

脂肪酸メチルエステル化法（水酸化カリウム-メタノール法）を用いたGC-FID法による脂肪酸組成の測定結果を図８に示した。その結果として、炭素数14の飽和脂肪酸であるミリスチン酸や、炭素数16の飽和脂肪酸であるパルミチン酸では、第１群に比べて、第３群の割合が低かった。したがって、自発性酸化臭の発生した生乳では、飽和脂肪酸の割合が低いことが確認された。

また、炭素数18の飽和脂肪酸であるステアリン酸、炭素数18の不飽和脂肪酸であるオレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸では、第１群に比べて、第３群の割合が高かった。したがって、自発性酸化臭の発生した生乳では、炭素数18の飽和脂肪酸と、不飽和脂肪酸の割合が高いことが確認された。

乳牛の飼料に含まれる脂質は、ルーメン内で速やかに加水分解される。そのうち、遊離型の不飽和脂肪酸は、ルーメン内に生息する細菌によって、水素添加されることが知られている。これらの水素添加能は、ルーメン内の不飽和脂肪酸濃度やルーメン内のpHによって影響される。そして、乳牛の飼料の繊維質濃度が低いと、生乳の自発性酸化臭の発生する可能性を高めると共に、乳脂肪のパルミチン酸、ステアリン酸の割合を低減させて、不飽和脂肪酸のオレイン酸、リノレン酸の割合を増加させると言われている（文献；J. W. G. Nicholson. 1992. 第75回国際酪農連盟年次会議 会議資料・概要報告）。

その文献と今回の試験結果を比較すると、自発性酸化臭の発生した生乳（第３群）では、炭素数18の不飽和脂肪酸であるオレイン酸、リノレン酸の割合が高い点が一致していた。また、今回は第１群と第３群で乳脂肪率に差が見られないことから、乳脂肪率低下の原因となる濃厚飼料多給以外の要因が作用して、生乳の自発性酸化臭が発生している可能性が考えられた。

一方、今回の試験結果では、自発性酸化臭の発生した生乳と正常な生乳との間で、脂肪球粒径やビタミンEについても、有意な差は認められなかった。自発性酸化臭の発生した生乳では、不飽和脂肪酸に対する ビタミンE（α - トコフェロール）の割合が低いと言われている（非特許文献１）。しかし、今回の検討結果によると、そのような傾向は認められなかった。

一般的には、生乳の自発性酸化臭が発生する現象には、その反応の基質（脂質）、抗酸化物質（α-トコフェロールなど）、酸化促進物質などの複数の要因（因子）が複合的に関与していると言われているが、今回の試験結果は基質（脂質）のみ一致する結果であった。このことから、給与飼料中の基質（脂質）の量と組成を調整することが、生乳の自発性酸化臭の発生を抑制するための最善策であることが示唆された。

今回の検討結果によると、生乳の品質の改善方法（生乳の自発性酸化臭の抑制方法や防止方法）について、下記の（１）〜（３）のように考えられた。
（１）濃厚飼料の給与を抑え、粗飼料を中心とした給与に切り換える。
（理由；濃厚飼料を多く給与すると、ルーメン内の脂質の加水分解と水素添加能が低下する。）
（２）飼料の分離給与の際に、粗飼料を先に給与し、濃厚飼料を後から給与する。
（理由；濃厚飼料を先に給与すると、濃厚飼料の採食量の増加に繋がる。）
（３）飼料の組成として、脂肪濃度と不飽和脂肪酸濃度を低く設計し、特にルーメンバイパス性が高い脂質の飼料の給与を避ける。
（理由；血液を通じて、生乳の脂肪酸組成のうち、不飽和脂肪酸濃度を高めて、最終的には、生乳の酸化に対する不安定状態を高める可能性があるため。）

今回の検討では、北海道から九州までの地理的に広い範囲において、複数の牧場で採取された生乳（試料）を用いて実施した。そのような多種類の生乳（試料）において、脂肪酸組成に明確な差異が見られたこと、生乳の酸化の程度に応じて、脂肪酸組成に一定の傾向が見られたことは、乳牛の飼料の不飽和脂肪酸濃度を低く設計し、ルーメン内の脂質代謝を適正に保つことが、生乳の自発性酸化臭の改善の有効な手段の一つになることを示唆していると考えられた。つまり、今回の検討では、現状で想定される様々な環境下や条件下の生乳を対象としており、一般的な生乳の品質の改善方法として適用できると考えられた。

本発明によれば、生乳の自発性酸化臭の発生を効果的かつ経済的に抑制して、生乳の品質を安定して改善することができる。

Claims (7)

1. 脂肪酸の割合を調整した飼料を、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
2. 脂肪酸の割合を調整した飼料が、脂肪濃度及び／又は不飽和脂肪酸濃度が低濃度となるように設計したものである、請求項１に記載の生乳の品質の改善方法。
3. 不飽和脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸の１種以上である、請求項２に記載の生乳の品質の改善方法。
4. 濃厚飼料を減らし、粗飼料を増やして、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
5. 粗飼料を先に、濃厚飼料を後から、乳牛に給与することを特徴とする、生乳の品質の改善方法。
6. 生乳の品質が、生乳の自発性酸化臭の発生の程度で示される、請求項１から５のいずれか一項に記載の改善方法。
7. 自発性酸化臭の発生の程度が、ヘキサナール濃度で示される、請求項６に記載の改善方法。

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