JP2017534299A - 牛肉中にオメガ３を高レベルで生成するための、ウシへの低投与量での藻類の給餌 - Google Patents

牛肉中にオメガ３を高レベルで生成するための、ウシへの低投与量での藻類の給餌 Download PDF

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Abstract

商業的なウシの給餌環境において藻類を低投与量でウシに給餌してドコサヘキサエン酸(DHA)及びエイコサペンタエン酸(EPA)を含むオメガ3多価不飽和脂肪酸のレベルを増加させる方法を本明細書に開示する。1日当たり約0.05から0.8ポンドの藻類をウシに給餌する工程を含む、ウシにおけるオメガ3脂肪酸のレベルを増加させる方法。

Description

本発明は、ウシに少量の藻類飼料を給餌することにより、ウシにおけるオメガ3脂肪酸のレベルを増加させる方法に関する。
心臓専門医は、オメガ3sDHA(ドコサヘキサエン酸)及びEPA(エイコサペンタエン酸)を高摂取するために毎日魚を食べることを消費者に推奨している。オメガ3脂肪酸、特にDHA及びEPAは、心臓血管、脳及び眼の健康をサポートし、付加的な健康上の利益をもたらす。しかしながら、魚を毎日消費すると、水銀、他の重金属、及びPCBにより、健康に悪い結果を消費者にもたらすことにもなる。加えて、世界の魚の供給は、乱獲により減少している。養殖は、海洋魚の個体数の減少を埋め合わせることを意図しているが、餌魚の供給に対する圧力が増している。養殖業者は、莫大な量の小さな海洋魚、すなわち餌魚を網でつかまえることによって得た魚粉を使用しなければならない。餌魚はその脂肪組織中にオメガ3脂肪酸を含有しており、このオメガ3脂肪酸は、これらの小さな魚が動物プランクトンを食べると蓄積される。動物プランクトンは藻類を食べ、オメガ3食物連鎖の基点である藻類からオメガ3脂肪酸を吸収する。養殖において、大きな養殖魚にオメガ3を供給するためには、魚粉が必要となる。
要するに、水産養殖用の魚粉のために餌魚を網でつかまえることは、長期的に持続可能ではない。ヒトの食生活においてより多くのオメガ3を得るための新たな方法が必要とされている。自然食品中にオメガ3を生成するためのコスト対効果の高い新たな方法が特に必要とされている。
藻類は、海洋及び淡水中に普通に発生し、オメガ3sDHA及びEPAの究極の供給源である。多くの藻類は、光合成において太陽光を利用してCO2及びH2Oを炭水化物に変換し、この炭水化物は藻類内で処理されて脂質となり、この脂質が多価不飽和オメガ3脂肪酸、特にDHA及びEPAに更に処理される。いくつかの藻類は、糖を直接消費し、次いで糖を処理して脂質及びオメガ3にすることができる。多くの企業では、オープンポンドにおいて、又は衛生的な条件で藻類を生育させるための封じ込めシステムにおいて、地上で藻類を生育させる方法を開発してきた。いくつかの企業は、密閉されたタンク内において、通常は発酵プロセスで、藻類に糖を供給する方法を開発してきた。
藻類を給餌する発明の多くは、非常に少量で給餌してウシの健康を増進するように設計されている。或いはまた、オメガ3は、オメガ3が第一胃(胃)における生物学的水素化(処理されて飽和脂肪となること)から保護されるように、魚粉がカプセル化された後に、魚粉から導入される。SmithのUSP 8,797,916は、微細藻類の全体を比較的多量にウシに給餌するために使用することを開示している。SmithのUSP 8,797,916には、牛肉中でDHA及びEPAを最も多量に得るためにウシに給餌するのに最適な藻類の量は、かなりの量のトウモロコシを含有する肥育用飼料中に1日当たり約0.8から1.2ポンドの間であることが開示されている。牛が摂取する1日当たりの藻類(脂肪が多い)の量は、トウモロコシを含む飼料中の脂肪量と、ウシが食べる脂肪の最大量との間の量に制限される。ウシは、消費する脂肪量を、その全給餌飼料のパーセンテージとして8%に自己制御し、且つトウモロコシは脂肪を概ね6%含有するため、Smithは、トウモロコシを他の低脂肪穀類に代えることで、より多くの藻類を給餌することが可能になることを開示している。小麦又は大麦は、トウモロコシの約36%の脂肪を含有している。したがって、Smithは、トウモロコシ全体を小麦又は大麦に代えることで、ウシによる餌の総摂取を同じに維持しながら、1日当たり約2から3ポンドの藻類を給餌することが可能になることを開示している。
SmithのUSP 8,797,916は、牛肉中のオメガ3脂肪酸含有量のレベルを最大にする。ウシの給餌飼料中の低投与量の藻類によって、牛肉中に非常に多量のオメガ3脂肪酸を高いコスト効果で生成できることが、今般発見された。そのレベルは、SmithのUSP 8,797,916に開示された方法によって生成される最大値を下回るが、より効率的にそのようにすることができる。つまり、新たな方法は、牛肉中にオメガ3を、より少ない藻類投入量で、すなわちオメガ3脂肪酸1ミリグラム当たりをより低コストで、生成する。
USP 8,797,916
以前に開示されたウシへの藻類給餌レベルでは、牛肉中に非常に多量のオメガ3sDHA及びEPAが生成された。しかしながら、この給餌のコストは、比較的高かった。例えば、1ポンドの藻類を30から90日間給餌すると、およそ150から450ドルのコストがかかり、これは、骨除去済み肉(以下、オメガ3牛肉と呼ぶ)の生産コストに、1ポンド当たりおよそ0.37から1.12ドルを追加することになる。
餌への補足物としてウシに少量の藻類飼料を給餌することにより、オメガ3脂肪酸を高レベルに含有する牛肉を、牛肉1ポンド当たりのオメガ3の単位量当たり、かなり低いコストで生産できることが今般発見された。1日当たり約0.05から0.8ポンドの藻類、より好ましくは1日当たり約0.2から0.6ポンドの藻類、最も好ましくは1日当たり約0.2から0.4ポンドの藻類をウシに給餌することにより、高レベルのオメガ3脂肪酸を有するオメガ3牛肉が得られ、牛肉1ポンド当たりのオメガ3脂肪酸含有量のコストを大幅に削減する。
以下の給餌試験は本発明を例証する。これらは例であって、本発明を限定するものではない。
Figure 2017534299
Table 1(表1)のライン1は、1日当たり0.6ポンドの藻類を60日間(屠殺前の90日目から31日目まで)、その後1日当たり1.2ポンドの藻類を屠殺直前の30日間ウシに給餌することによって、牛肉中のオメガ3sDHA及びEPAの最大化が達成されることを示している。これは、8オンスの切り身のステーキ当たりDHAとEPAとで141mgという結果である。しかしながら、90日間にわたって給餌した藻類1ポンド当たり、DHAとEPAとで1.9mgが生成されるのみである。ステーキ中のDHAとEPAの1mg当たりの藻類のコストは2.55ドルである。
プロトコル:本発明の好ましい実施形態は、Table 1(表1)のライン2に報告した実験に例証されている。Table 1(表1)のライン2は、屠殺直前の30日間のみ0.4ポンドの藻類を給餌すると、8オンスの切り身のステーキ当たり、DHAとEPAとで58mgという結果となることを示している。30日間にわたって給餌した藻類1ポンド当たり、DHAとEPAとで4.83mgが生成される。藻類のコストは、ステーキ中のDHAとEPAの1mg当たり1.03ドルである。
Table 1(表1)のライン4は、1日当たり0.4ポンドの藻類を60日間給餌し、続いて最後の30日間に1日当たり0.8ポンドを給餌すると、8オンスの切り身のステーキに、DHAとEPAとで125mgという結果となることを示している。藻類のコストは、DHAとEPAの1mg当たり1.92ドルである。
本発明の別の好ましい実施形態を、Table 1(表1)のライン3に報告した給餌試験に開示する。Table 1(表1)のライン3は、0.2ポンドの藻類を60日間給餌し、続いて最後の30日間に1日当たり0.4ポンドの藻類を給餌すると、DHAとEPAとで81mgという結果となることを示している。藻類のコストは、8オンスの一人前のステーキ中のDHAとEPAの1mg当たり1.48ドルである。
上記の例で作成されたデータポイントは、より一層低い投与量の影響を科学的に予測するのに使用してもよい。30から90日間にわたって1日当たり0.1ポンドの投与量とすると、8オンスの切り身のステーキ中にEPAとDHAとで25mg生成されると予想される。30から90日間にわたって1日当たり0.05ポンドの投与量とすると、EPAとDHAとで14mg生成されると予測される。
本発明者の以前の特許(US8,747,916)は、1日当たり0.8から1.2ポンドの藻類を給餌することを開示しているが、本発明は、1日当たり0.05ポンドという低用量が、低コストで、且つ牛肉中に作り出されたオメガ3のミリグラム毎に対して少ない藻類の給餌によって、牛肉中に高レベルのオメガ3を作り出すのに極めて効果的であることを示している。上記のデータポイントに基づくと、1日当たり0.1ポンドという少ない量の給餌で、1切れのステーキ当たり、ある程度のDHA及びEPAの増加を生み出し、1日当たり0.05ポンドという少ない量でもある程度の量が生成されることになる。
本発明は、牛肉中のEPA及びDHAの量を最大にするものよりも、コスト効果の高い藻類給餌プロトコルがあることを確立する。1日当たり0.8ポンドから1.2ポンドの藻類を90日間(総量で72ポンドの藻類)給餌する場合、8オンスの切り身のステーキ中にDHAとEPAとで1mgを生成するためには0.51ポンドの藻類が必要である(上記のライン1)。これに対し、1日当たり約0.2から0.4ポンドで藻類を90日間給餌する場合(上記のライン3)(総量で24ポンドの藻類)、8オンスの切り身のステーキ中にDHAとEPAとで1mgを生成するためには0.296ポンドの藻類が必要である。また、最後の30日間に0.4ポンドを給餌する場合、8オンスの切り身のステーキ中にDHAとEPAとで1mgを生成するためには0.20ポンドのみ必要である(上記のライン2)。
様々な新製品が、それらの高いオメガ3含有量を謳っている。調査によれば、通常の肥育場で製造された牛肉は、8オンスの切り身のステーキ当たり、DHAとEPAとで約7mg含有していることが示されている。牧草を給餌された牛肉は、DHAとEPAとで約14mg生成している。それとは正反対に、3.5オンスの切り身当たりのDHAとEPAで、オヒョウでは約295mgを生成し、天然サーモンでは約500から800mgを含有している。
SmithのUSP 8,797,916及び本発明で使用するのと同じ藻類を給餌したオメガ3卵は、DHAとEPAとで約180mg含有している。オメガ3に富む市販品(Horizon Organic milk)は、一人前の8オンス当たり約32mgのDHAを含有している。ミルク中に混合されているDHA油は、SmithのUSP 8,797,916及び本発明で使用するのと同じ種の藻類から抽出されたものである。極端に少ない場合では、ある高級スーパーマーケットチェーンは、1本当たり約12mgのオメガ3DHA含有量を謳ったチョコレートバーを販売しており、このチョコレートバーでは、本発明の方法において使用するのと同種の藻類から抽出されたDHA油が、キャンディー中に混合されている。
本発明で使用するのに好ましい藻類は、シゾキトリウム(Schizochytrium)であるが、他の藻類:1.第一胃内で比較的消化され難い細胞壁を有するもの;2.重量基準で多量のDHA及び/又はEPAを含むもの(例えば10%超);及び、3.全脂肪中でEPA及びDHAの重量割合が高い(例えば20-50%)ものを、本発明の実施において使用することができる。腸の第一胃を通過して残存する藻類細胞壁のパーセンテージは、第一胃の内容物及び各動物の食餌に応じて変化するが、一般に、比較的消化され難い細胞壁を有する藻類のオメガ3含有量の大部分は、第一胃を通過しても残存する。本発明の方法の実施において使用してもよい藻類としては、例えば、フェオダクチラム・トリコルナタム(Phaedactylum tricornatum)、スピルリナ(Spirulina)、クロレラ(Chlorella)、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)、モノダス・サブテラネウス(Monodus subterraneus)、クリプテコディニウム・コーニー(Crypthecodinium cohnii)、シゾキトリウム(Schizochytrium)、トラウストキトリウム・アグレガタム(Thraustochytrium aggregatum)、及びウルケニア(Ulkenia)属の種が挙げられる。藻類は、毎日の餌飼料(例えば、トウモロコシ、大豆アルファルファ、藁、エタノール工業の副生成物である湿った蒸留かす、大麦、又は小麦であり得る)の一部として投与されてもよい。多くの事例において、小麦及び/又は大麦は、トウモロコシに代わる定常の肥育用飼料として好ましい。藻類は、乾燥若しくは湿潤形態の標準餌飼料中に存在してもよく、又はペレットとして形成され投与されてもよい。
Table 1(表1)の第7欄は、各プロトコルのために給餌された、骨除去済み牛肉1ポンド当たりの藻類の量の追加コストを表している。これらの計算において、簡潔化のために、1400ポンドの去勢牛は、約400ポンドの骨除去済み肉、及び牛挽肉を提供すると仮定している。オメガ3の量を最大にするために、牛肉中で141mgのDHAとEPAは、骨除去済み牛肉1ポンド当たり0.90ドルの追加のコストがかかる。対照的に、最もコスト対効果の高いプロトコルは、骨除去済み牛肉1ポンド当たり0.15ドルのみが追加コストとしてかかるが、最も藻類が多い飼料の場合は141mgであるのに対し、DHAとEPAとで81mgを供給する。事実上、オメガ3の最大レベルのためには、消費者はオメガ3を74%多く受け取るために6倍の追加コストを支払うよう求められることになる。
消費者の中には、購入する牛肉中のオメガ3が最大であることを好む者もいるであろうし、最も経済的なオメガ3の適度な増加の提供を探している者もいるであろう。
上に提示した例における具体的な数字は、開示した具体的な数字よりも小さい及び大きい藻類の給餌プロトコルを説明するために一般的に使用され得る。本発明の範囲内にある1日当たり0.05ポンドと1日当たり0.8ポンドとの間の藻類給餌量はほぼ無限にある。
以下の実施例は、シゾキトリウム及びナンノクロロプシスの強い細胞壁が藻類内部のオメガ3脂肪酸を第一胃内での放出から保護するのに機能することを例証している。第一胃内では、オメガ3脂肪酸は、水素化され、小腸内で役に立たなくなる。
3頭の肉牛に、トウモロコシ、トウモロコシグルテン、干し草及びミネラルを含む標準飼料を給餌した。コントロールの動物には、標準飼料のみを給餌した。第2の動物は、標準飼料に加えて、カニューレを通して腸の第一胃に直接投与された水80%及びナンノクロロプシス藻類20%(1日当たり0.2ポンドの藻類に相当)のスラリーを受けた。第3の動物には標準飼料を給餌し、第3の動物は、第一胃への直接のカニューレを通して1日当たり0.2ポンドの乾燥シゾキトリウム藻類も受けた。動物に、8日間(12月24日から1月1日まで)給餌した。12月23日は、給餌の開始前の日である。1月1日にカニューレを使用して腸の固形物及び液体物のサンプルを採取し、次いでDHAとEPAとを合わせた含有量(存在するオメガ3酸のパーセンテージとして)を分析した。第一胃の液体物中のオメガ3酸は、破壊された藻類細胞から放出されたものである。第一胃の固体物中のオメガ3酸は、破壊されなかった完全な藻類細胞からの酸である。分析結果を以下に表の形態で示す。
Figure 2017534299
これらの結果は、シゾキトリウム及びナンノクロロプシスが本発明の方法において機能しており、且つ、シゾキトリウムはナンノクロロプシスよりも強い細胞壁を有し、この細胞壁は藻類中のオメガ3酸を第一胃における放出から保護するのに幾分良好に機能したことを示している。

Claims (15)

1日当たり約0.05から0.8ポンドの藻類をウシに給餌する工程を含む、ウシにおけるオメガ3脂肪酸のレベルを増加させる方法。
給餌を30から90日間継続する工程を含む、請求項1に記載の方法。
1日当たり約0.4から0.8ポンドの藻類を30から90日間ウシに給餌する工程を含む、請求項1に記載の方法。
1日当たり約0.2から0.4ポンドの藻類を30から90日間ウシに給餌する工程を含む、請求項2に記載の方法。
藻類と、粉砕トウモロコシ、フレーク状トウモロコシ又は蒸しトウモロコシ及び他の肥育用成分を含む飼料とを、ウシに給餌する工程を含む、請求項1に記載の方法。
藻類と、粉砕トウモロコシ、フレーク状トウモロコシ又は蒸しトウモロコシ及び他の肥育用成分を含む飼料とを、ウシに給餌する工程を含む、請求項2に記載の方法。
藻類と、粉砕トウモロコシ、フレーク状トウモロコシ又は蒸しトウモロコシ及び他の肥育用成分を含む飼料とを、ウシに給餌する工程を含む、請求項3に記載の方法。
給餌工程を、ウシが屠殺される前の少なくとも30から90日間行う、請求項1に記載のウシにおけるオメガ3脂肪酸のレベルを増加させる方法。
1日当たり約0.05から3.0ポンドの藻類と、小麦又は大麦等の低脂肪穀類からなる群から選択される少なくとも1種、及び他の肥育用成分とを、ウシに給餌する工程を含む、ウシにおけるオメガ3脂肪酸のレベルを増加させる方法。
藻類が、藻類内部のオメガ3脂肪酸を腸の第一胃内での放出から保護することができる細胞壁を有する、請求項1に記載の方法。
藻類がシゾキトリウム(schizochytrium)である、請求項10に記載の方法。
藻類がナンノクロロプシス(nannochloropsis)である、請求項1に記載の方法。
藻類を、トウモロコシ、大豆アルファルファ、藁、湿った蒸留かす、大麦、又は小麦のうちの少なくとも1種と共に投与する、請求項10に記載の方法。
小麦を藻類と共にウシに給餌する工程を含む、請求項13に記載の方法。
大麦を藻類と共にウシに給餌する工程を含む、請求項13に記載の方法。
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