JP2018506279A - 高含有量の天然ビタミンｄを含む乳の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で１頭以上の泌乳動物に照射を行うことと前記動物の搾乳を行うことを含む、高含有量の天然ビタミンＤ３を含む乳の製造方法に関する。この方法により、天然ビタミンＤ含有量の多い乳を製造でき、さらには１頭あたりの搾乳量を改善できる。

Description

本発明は、高含有量の天然ビタミンＤ３を含む乳の製造方法に関する。

ビタミンＤはヒトや動物のカルシウムおよびリン酸塩の代謝の調節に重要な役割を果たす。ビタミンＤが欠乏すると、骨形成に多くの異常が起こり、小児ではくる病、成人では骨の軟化につながるおそれがある。ビタミンＤが十分にあれば強力な免疫が得られ、いくつかの慢性疾患の予防効果がもたらされる場合がある。

ビタミンＤの欠乏は特に秋や冬に、北半球に住むヒトに起こる可能性がある。タラ肝油や多脂魚以外の食品のビタミンＤ含有量は少ない。合成ビタミンＤの添加により食品のビタミンＤを人工的に強化するのは少なくともドイツでは許可されていない。合成ビタミンＤは合成によって生成でき、あるいは魚の肝油などの天然源から得ることができる。

欧州規則（ＥＵ）１１６９／２０１１は、１日に５μｇのビタミンＤを摂取することを推奨している。市販の牛乳のビタミンＤ３含有量は、現行の食品に関するドイツ連邦規範（Ｂｕｎｄｅｓｌｅｂｅｎｓｍｉｔｔｅｌｓｃｈｌｕｓｓｅｌ）（３．０１）によれば１００ｇあたり０．１μｇであり、これは推奨されている１日の摂取量の２％に過ぎない。すなわち、現在入手できる乳はビタミンＤの必要量に大きく寄与するには適していない。

泌乳中の哺乳動物（特に乳牛）のルースハウジングは、動物の大きな群れに対して現在一般的に行われており、日中も夜間も動物が畜舎内を自由に歩き回り、休息・食事・搾乳の場所を自由に探すことができることを意味する。日中は牛舎を照明器具で照らすのが一般的である。夜間には非常用照明が装備されているが、ほとんどの場合は点灯しない。

本発明の課題は、ビタミンＤ含有量が増加した乳の製造方法を提供することである。本願では、乳の天然ビタミンＤ含有量を増加することを意図した。また、本方法は特に、動物の数が増えた場合にも適していることを意図した。

意外にもこれらの課題を、ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具を含む屋根付きの囲い（畜舎が好ましい）の中で１頭以上の泌乳動物に照射を行い、動物の搾乳を行う乳の製造方法によって解決することができた。

意外にも、本発明の方法によって１００ｍｌあたり０．５μｇを超える、さらには１００ｍｌあたり１．５〜４μｇを超える非常に高含有量のビタミンＤ３を含む乳を製造できた。この乳があれば、ヒトが一日に必要とするビタミンＤの大部分、実際にはヒトが必要とするビタミンＤ全体をまかなうことができる。また、本発明に従い製造された乳は標準の食品である。というのも含まれているビタミンＤ３は天然ビタミンＤ３だからである。

図は、ランプカバーに適した特定のプレキシガラスの透過曲線を示す。

乳に含まれる天然ビタミンＤ３は泌乳動物の体内で自然に生成される。搾乳後に添加されたビタミンＤ３は天然ビタミンＤ３ではない。本明細書では、以下、ビタミンＤはビタミンＤ３を意味するものとする。

泌乳動物は授乳を行う雌の哺乳動物であり、ヒツジ、ウシ、ヤギが特に好適である。泌乳動物はウシであることが好ましい。１頭以上の泌乳動物を屋根付きの囲い（特に畜舎）で飼育する。泌乳動物は少なくとも１０頭が好ましく、少なくとも５０頭または１００頭、さらには２００頭以上がさらに好ましい。

屋根付きの囲いは畜舎であることが好ましく、簡易畜舎やシェルターでもよい。屋根付きの囲いは閉じられた建物の形態の畜舎であることが好ましい。

照明器具はランプを光源とし、照明用途に適した器具である。本発明の目的では、ＵＶ光の照射も照明を意味するものとする。ランプを発光体ともいう。本発明によれば、覆われた囲いを照らすため、および／または動物に対する照射のために１つ以上の照明器具を用いてもよい。本発明に従い用いられる照明器具は、ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを含む。すなわち、ランプの発光スペクトルはＵＶＡ域とＵＶＢ域の成分を含む。

本発明の文脈では、ランプの発光スペクトルは２００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の発光を意味するものとする。ＤＩＮ（ドイツ工業規格）５０３１−７によれば、以下の下位分類が該当する。
可視光（ＶＩＳ）：３８０〜７８０ｎｍ
ＵＶＡ光：３１５〜３８０ｎｍ
ＵＶＢ光：２８０〜３１５ｎｍ
ＵＶＣ光：２００〜２８０ｎｍ

本発明に従い用いられるランプの発光スペクトルはＵＶＡ域の成分とＵＶＢ域の成分を含む。照明用途に通常用いられるランプの発光スペクトルはＵＶＡ域の成分を含む場合があるが、ＵＶＢ域の成分は通常含まれない。

ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ域の発光成分は、たとえば少なくとも０．１％であり、少なくとも０．２％であることが好ましく、少なくとも０．５％であることが特に好ましい。一般に、ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ域の発光成分は５％未満であることが好適であり、４％未満であることが好ましく、２％未満であることが特に好ましい。この成分は、ＵＶＢ域でのランプの２００〜７８０ｎｍの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。

ランプの発光スペクトルのうちＵＶＡ域の発光成分は、たとえば少なくとも０．５％であってよく、少なくとも１％であることが好ましく、少なくとも４．５％であることが特に好ましい。一般に、ランプの発光スペクトルのうちＵＶＡ域の発光成分は２０％未満であることが好適であり、１５％未満であることが好ましい。この成分は、ＵＶＡ域でのランプの２００〜７８０ｎｍの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。

ランプの発光スペクトルには可視光も含まれるのが好ましい。たとえば、ランプの発光スペクトルのうちＶＩＳ域の発光成分は少なくとも５０％であり、少なくとも７０％であることが好ましく、少なくとも８０％であることが特に好ましい。この成分は、ＶＩＳ域でのランプの２００〜７８０ｎｍの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。ランプは白色光を発することが好ましい。

放射照度（単位：Ｗ／ｍ²）など、ランプ固有のパラメータはＤＩＮ５０３１で定義されている。スペクトル放射照度は、特定の波長域に存在する放射照度を示す。スペクトル放射照度またはその百分率は、たとえば分光計または分光放射計で測定できる。一般に、スペクトル放射照度の百分率に関する情報はランプのデータシートで確認できる。

演色評価数（ＣＲＩ）は０〜１００の段階で表される性質で、光源の演色の質を示す。本発明に従い用いられるランプの演色評価数は４０よりも高い（特に７０よりも高い）ことが好ましく、８０よりも高いことが特に好ましい。演色評価数は、国際照明委員会（Commission Internationale de l'Eclairage）の"Method of Measuring and Specifying Color Rendering Properties of Light Sources（光源の演色性の測定・特定方法）"（Publ. CIE 13.3-1995, 1995）に従い決定できる。

上記のランプとしては、ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発する任意のランプを使用してよく、たとえばフルスペクトル・ランプまたはＵＶランプであってよいが、フルスペクトル・ランプが好ましい。一般に、フルスペクトル・ランプの演色評価数は７０よりも高く、８０よりも高いことが好ましい。フルスペクトル・ランプの色温度は一般に少なくとも５０００Ｋである。

ＵＶランプを用いてもよいが、あまり好ましくない。ＵＶランプはＵＶ成分が多いため、動物が過剰な照射量を受けないように配慮しなければならない。これはたとえば照射時間を短くすることによって達成できる。ＵＶランプを使う場合、一般に、可視光を照射するための通常のランプを追加で使用することがさらに必要である。これは、たとえば、ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発することができるフルスペクトル・ランプを用いた場合は不要である。というのも、フルスペクトル・ランプは可視光も同時に照射するからである。

ランプはたとえばガス放電ランプ、蛍光ランプ、ハロゲン金属蒸気ランプ、またはＬＥＤランプであってよい。ＬＥＤ（発光ダイオード）を電界発光ダイオードともいう。ＵＶＡ域の成分とＵＶＢ域の成分を発するＬＥＤランプが十分に適している。ＵＶＡ域の成分とＵＶＢ域の成分を発するＬＥＤランプは白色ＬＥＤランプ（すなわち白色光も発するランプ）であることが好ましい。エネルギー消費が小さいこともＬＥＤランプの利点である。ガス放電ランプは低圧放電ランプでも高圧放電ランプでもよい。蛍光ランプは一般に低圧放電ランプである。ハロゲン金属蒸気ランプは一般に高圧放電ランプである。

ランプは蛍光ランプであることが特に好ましい。蛍光ランプでは、物理化学的過程を経て蛍光物質が可視線／光（３８０〜７８０ｎｍ）または約２８０〜３８０ｎｍ（場合によっては２８０ｎｍ未満のこともある）の波長域のＵＶ線を発する。一般に蛍光物質は無機化合物で、通常は塩または場合によっては酸化物であり、超高純度だがいわゆるドーピング不純物（すなわち活性化物質）をさらに含んでいる。化学構造と非占有部位の組み合わせによって蛍光物質の発光特性が決まる。

蛍光物質に関する通常の命名法によれば、使用される化合物と活性化物質（すなわちドーピング剤）をコロンで区切って表記する。たとえば、「ホウリン酸ストロンチウム：Ｅｕ」は、ホウリン酸ストロンチウムをユーロピウムでドープしたものである。

通常の蛍光ランプはいわゆる三波長型ランプで、赤色・緑色・青色の発光を混合することにより白色光を発する。緑色を発する蛍光物質はＵＶＡ域でも発光し、Ｈｇは３６５ｎｍで発光することが知られている。したがって、このような三波長型ランプはＵＶＡ域でも発光する（約２〜４％）が、ＵＶＢ域では発光しない。ＶＩＳ域の成分は一般に約９６〜９８％である。

ＵＶ発光する蛍光物質を特定の用途の蛍光ランプに用いた場合、蛍光物質による発光が生じるが、電球のガラスの透過性は波長に依存するため、より短波のＵＶ域ではより多くが吸収される。ＶＩＳ、ＵＶＡ域、およびＵＶＢ域の発光スペクトルを有する蛍光ランプを作ろうとする場合、その光の域、ＵＶＡ域、およびＵＶＢ域で発光する蛍光物質の混合物が必要である。ＵＶＢに関する蛍光物質は公知である。蛍光ランプは、たとえば、ＳｒＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｃｅ、ＬａＢ₃Ｏ₆：Ｂｉ、Ｇｄ、およびＬａＰＯ₄：Ｃｅから選択される蛍光物質を含んでもよい。

好適な蛍光ランプの例は、たとえば、蛍光物質としてホウリン酸ストロンチウム：Ｅｕ（ＳＢＰＥ）、リン酸ストロンチウムマグネシウム：Ｓｎ（ＳＭＳ）、アルミン酸バリウムマグネシウム：Ｃｅ（ＢＡＣ）、および必要に応じてリン酸ランタン：Ｃｅ（ＬＡＰ）を含む蛍光ランプである。ＳＢＰＥ約３６％、ＳＭＳ約５０％、ＢＡＣ約１３％、ＬＡＰ最大１％の混合物と公知のガラス透過性の組み合わせを有する蛍光ランプにより、たとえばＶＩＳ成分（３８０〜７８０ｎｍ）最大９０％、ＵＶＡ成分（３１５〜３８０ｎｍ）最大１０％、ＵＶＢ成分（２８０〜３１５ｎｍ）最大１％、ＵＶＣ成分（２００〜２８０ｎｍ）０％で構成される放射照度が得られる。

ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを有する照明器具を用いることにより、照明計画によって管理しながら動物の皮膚を通じてビタミンＤ３の分泌を促す。その結果、血漿中のビタミンＤ３濃度が増加する。血漿中のビタミンＤ３含有量は乳に含まれるビタミンＤ３濃度と相関する。

農業用の家畜のための囲い（特に畜舎）では、飼料、乾草、藁などの燃えやすい物質を貯蔵し取り扱うため、塵や繊維によって起こる火災の相当なリスクを想定しなければならない。したがって、使用してもよい照明器具は一般に保護の程度が高く、さらには表示のあるもののみと法的に求められている。また、畜舎の空気は程度の差はあれ水分とアンモニアが多いため、不適切な照明器具では腐食による損傷、その結果である故障や破壊が起こるのが速い。したがって、少なくともドイツでは、農業用の家畜の囲い（特に畜舎）にＩＰ６５の等級の照明器具を義務付けている。

ＤＩＮ６０５２９によるＩＰ等級は、異物や水に対するランプの保護の程度を特定している。たとえばＩＰ６５という等級は、照明器具が防塵性であり、かつ強い水の噴流に対し保護性をもつことを意味する。

たとえばハウジングおよび／またはランプカバー（ランプ外郭と呼ぶこともある）によってランプを保護してもよい。当然ながら、ランプカバーはランプが発する光を通さなければならない。ガラス製または可塑性材料製のランプ外郭すなわちランプカバーを有する照明器具が通常である。これらのランプカバーは所望のとおり可視光を通すが、ＵＶ線（存在する場合）、特にＵＶＢ域のＵＶ線の透過をほぼ完全に低減する。

したがって、標準ガラス（ソーダ石灰ガラス）、特に窓ガラスは、３２０ｎｍ未満のＵＶ線を通さない。これに対し、ホウケイ酸ガラスは約２９０ｎｍのＵＶ線まで通す。石英ガラスは約２００ｎｍまで通す。可塑性材料は多くの場合、ＵＶ線感応性である。実施態様に応じて、いくつかの可塑性材料をＵＶ透過性に設計してもよい。したがって、ＵＶ透過性であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）の実施態様がある。さらなるＵＶ透過性の可塑性材料は、ポリメチルペンテン、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。

可塑性材料は多くの場合、ＵＶ安定剤を含む。特定の可塑性材料のＵＶ透過性を、たとえば使用するＵＶ安定剤の種類と量によって調整してもよい。ＵＶ透過性の可塑性材料（たとえばＵＶ透過性プレキシガラス）は市販されている。

好ましい実施態様では、照明器具は３００ｎｍの波長のＵＶＢ光を通すランプカバーを有する。３００ｎｍの波長でのランプカバーの透過度は、たとえば少なくとも２０％であり、少なくとも４０％が好ましく、少なくとも５０％が特に好ましく、少なくとも６０％が最も好ましい。

好ましい実施態様では、照明器具はランプのＵＶＢ光を通すランプカバーを有し、ランプが発するＵＶＢ光に対するランプカバーの透過率は少なくとも２０％であることが好ましく、少なくとも４０％が好ましく、少なくとも６０％が特に好ましい。

ランプカバーは石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡまたはプレキシガラス）、ポリメチルペンテン、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成されることが好ましい。当然ながら、ランプカバーの材料は追加の作用物質または添加剤を含んでもよい。

好ましい実施態様では、照明器具はハウジングおよびランプカバーを有し、照明器具のハウジングとランプカバーの間には封止材が配置されている。封止材は、たとえばシリコーン、ポリウレタン、またはゴム（たとえばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン））で形成されてよく、ポリウレタンが好ましい。この封止材によって照明器具への異物の侵入を回避または顕著に低減できる。この封止材はたとえば、滑石（通常は粉末状）を塗布したポリウレタン製封止材が好ましい。滑石は、たとえば単純に粉末の形態で封止材に擦り込むかブラシで塗ってもよいし、そうでなければ滑石粉末の組成物であってもよく、塗布には水を使用する。

封止材はＵＶＢ光によって損傷を受ける可能性があることが知られている。したがって、実施した実験では、封止材を有する本発明の照明器具の作動時に、封止材の損傷が経時的に観察される可能性があり、それは照明器具のしっかりと閉まった状態やランプ外郭の取り外し性（たとえば保守作業のため）に悪影響を及ぼすことが示されている。このような封止材に対する損傷は、封止材に滑石を塗布した場合には発生しなかった。

ＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で１頭以上の泌乳動物に照射を行う。この目的のため、屋根付きの囲いを照明器具で照らす。屋根付きの囲いの中の照明器具の数と配置は、たとえば屋根付きの囲いの性質と大きさ、所望の照度および照明器具の性質に依存する。畜舎の照明に通常用いられる照明計画を使用できる。

ＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具を備えた屋根付きの囲い（特に畜舎）での泌乳動物の照射持続時間は、広範囲で変動してよく、たとえばランプのＵＶ成分と放射照度に依存する。

生体でのビタミンＤの半減期は比較的長く、約１９日間とされている。したがって、本発明による照射を特定の期間にわたって停止しても、ビタミンＤの含有量は徐々にしか低下しない。結果として、照射間隔の間に数日または数週間の比較的長い中断が十分に可能であり、それでもなおビタミンＤ３含有量が増加した乳を得ることができる。したがって、使用されるＵＶ照射を間隔を空けて２日以上または数週間にわたり実施する不連続照射が可能である。

好都合にも、本発明で使用される照明器具による週あたりの照射持続時間は、たとえば少なくとも６時間であり、少なくとも約２０時間が好ましく、少なくとも約５０時間がより好ましい。照射持続時間は、たとえば週に１５５時間未満に達してもよく、１３５時間未満が好ましい。照射期は、週の７日間に比較的均一に分布してもよいし、そうではなく１日以上の日に集中していてもよいが、週の７日間に比較的均一に分布するのが好ましい。

好ましい実施態様では、泌乳動物に対し、１日あたりたとえば少なくとも１時間、たとえば６〜２２時間（１日あたり約８〜２０時間が好都合である）、本発明に従って使用される照明器具で照射を行う。１日１回の照射が好ましい場合もあるが、不連続照射も可能であり、使用されるＵＶ照射は、互いに離れた２つ以上の時間間隔にわたって実施される。毎日照射が行われる光周期の場合でも、照射を何日か中断することが可能であり、この場合もビタミンＤ含有量は実質的に悪影響を受けない。

上記の照射時間の範囲は、特にフルスペクトル・ランプを使用する場合に好都合である。ＵＶランプを使用する場合、上で示したようにＵＶＢ成分が顕著に多いため、ＵＶランプを有する照明器具による照射持続時間は、一般には顕著に短く、たとえば少なくとも週に０．５時間、たとえば週に３時間〜１５時間、または１日に少なくとも０．１時間、たとえば１日に０．５〜２時間であるべきである。中断と連続照射または不連続照射方法に関しては先に述べた内容が同様にあてはまる。

既に述べたように、照明器具は屋根付きの囲いを可視光で照らすこともできるよう、可視光（白色光が好ましい）も発するのが好ましい。したがって、昼間期に屋根付きの囲いを照らすのにもその照明器具を使用するのが好ましいが、夜間期に使用することも夜間期と昼間期の両方に使用することもできる。

本発明に従って使用される照明器具によって得られる照度は、たとえば８０ルクスより高くてもよく、１００ルクスより高いことが好ましく、２５０ルクスより高いことがより好ましい。照度は、たとえば最大５００ルクスでもよいし、さらに高くてもよい。照度は一般的な照度計で測定できる。特定された照度は、屋根付きの囲いの床上約１．５０ｍの高さでの測定値を指す。

泌乳動物に対する光周期は、１つの照明計画を伴う昼間期と別の照明計画を伴う夜間期に分けることができるのが好都合である。本発明に従って使用される照明器具を使用する（たとえば可視光での照明に通常使用される照明器具と置き換えるために）点以外は、屋内で飼育される泌乳動物に通常用いられる照明計画を単純に維持してもよい。

本発明の方法の好ましい実施態様では、動物の光周期は第１の照明計画を伴う昼間期と第２の照明計画を伴う夜間期に分けられ、照明器具は昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ／または５００ｎｍ以上の波長域の光を発し５００ｎｍ未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が夜間期に使用される。

昼間期には、屋根付きの囲いの中の泌乳動物に対し、照明によって十分な明るさの可視光が提供される。夜間期は休止期だが、暗めの照明計画を含んでもよいが、一般に、夜間期に屋根付きの囲いを可視光で照らすことで動物が容易に位置確認できるようにするのも好都合である。

使用される照明計画は、一般に強度およびタイミングを所望のとおりに制御できる。各期を必要に応じて短縮したり、延長したり、前後にずらしたりしてよい。しかし、動物はゆっくりと反応し、変化に長い時間を要する生物系であることを考慮しなければならない。本発明の方法の開始後、乳のビタミンＤ３含有量がより多い新たな平衡状態で確立されるまで、たとえば数日間、たとえば３０日以上の馴化期が存在してもよい。しかし、本発明による照射を数日間中止しても、徐々にしか元の状態に戻らない。

光の使用を時間に関して所望のとおりに制御できることとは関係なく、昼間期はたとえば約６〜２２時間続くのが有利であるが、８〜２０時間が好ましく、約１２〜２１時間が好都合で、約１４〜２０時間が好ましい。好ましい持続時間は、たとえば約１７時間±１時間以上である。夜間期はたとえば約２〜１６時間続いてよく、約３〜１２時間が好都合であり、約４〜１０時間が好ましい。特に有利な持続時間は、たとえば約７時間±１時間以下である。

本発明の照明器具は、昼間期には屋根付きの囲いを可視光で照らすために用いられるのが好ましい。このように、照明器具はＵＶＡ域およびＵＶＢ域の光だけでなく可視光による照明をも提供する。本発明に従って使用されるランプはフルスペクトル・ランプであるのが好ましい。フルスペクトル・ランプの発光スペクトルは太陽光に最も近い。必要に応じて、本発明による照明器具に加えて、一般に用いられる照明器具を昼間期の照明に使用してもよい。

夜間期には、５００ｎｍ以上の波長域の光を発し、５００ｎｍ未満の波長域の光を本質的に発しない光源を用いる照明計画に動物を置くのが好ましい。夜間期に使用される光源は、特に黄色、橙色、琥珀色または赤色、または混合色である光を発する。したがって、光源は、５００ｎｍ以上の波長で最大値（相対強度１００％）を示す可視光の波長域の発光スペクトルを有する。

光源が本質的に５００ｎｍ未満の波長の光を発しないということは、この文脈では特に、５００ｎｍ未満の可視光の発光スペクトルにある任意の測定可能な値（そもそも存在する場合）の相対強度は１５％未満であり、１０％未満が好ましく、５％未満または３％未満が特に好ましい。使用される光源は５２０ｎｍ未満（５４０ｎｍ未満がより好ましい）の波長域の光を本質的に発しないことが好ましく、５００ｎｍ未満の波長域の光を発しないことが特に好ましい。

夜間期に使用できる光源は、たとえば、熱輻射による光源、連続光源、線光源、ガス放電ランプなど、通常使用されるランプであってよく、モノクロメータを含み、５００ｎｍ未満の波長の光を本質的に発光しない。モノクロメータの例としては、プリズム、回折溝、光学フィルタが挙げられる。このようにして、たとえば赤色光ランプを得ることができる。

しかし、モノクロメータを必要としない夜間期用の光源を使用するのが好ましい。光源としてルミネセンスによる光源を使用するのが好ましく、これはいわゆる線光源または単色光源あってもよい。ルミネセンスによる光源の例としては、ガス放電ランプおよび発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられる。

可視光の波長域での光源の発光スペクトルは、最大値が少なくとも５５０ｎｍより大きいことが好ましく、少なくとも５７０ｎｍより大きいことがより好ましく、６００ｎｍより大きいことがさらに好ましい。

好適な光源の一例としてナトリウム蒸気ランプ（ＳＶＬ）が挙げられる。ＳＶＬは、約５８９〜５９０ｎｍの波長の黄色単色光を発するガス放電ランプである。夜間期に特に適した光源はＬＥＤである。ＬＥＤランプは所望の様式で所望の波長域を調整することを可能にするとともに、その光源によって照らされたときに動物が自ら適切な位置へ移動できるような十分に高い視覚的な光効果を有する。

好適なＬＥＤは、赤色、琥珀色（「スーパーオレンジ」ともいう）（たとえば最大約６１２ｎｍ）、橙色（たとえば最大約６０５ｎｍ）または黄色（たとえば最大約５８５ｎｍ）、およびこれらのスペクトルの混合色の光を有するＬＥＤランプである。赤色発光ダイオード（たとえば最大約６３０ｎｍ；最大約６６０ｎｍの「ウルトラレッド」を含む）が好ましい。このようなＬＥＤは市販されており、どこでも入手可能である。市販のＬＥＤの例は、たとえば、Lumileds（登録商標）Luxeon Red（１ワット）、Lumileds（登録商標）Luxeon Star/O Red（１ワット）またはSOUL R32 Red（１ワット）である。

夜間期用の光源（特にＬＥＤランプ）は、夜間期に一般に少なくとも１時間（少なくとも２時間が好ましく、少なくとも５時間がより好ましく、少なくとも６時間がさらに好ましい）動作する。

意外にも、動物の環境を夜間期に上記の光源で照らすことにより相対的な明るさを提供できる。夜間期に使用される光源によって得られる照度は５０ルクスよりも高いことが好ましい場合があるが、５０ルクス未満の照度でもよい。原理上は夜間期に高照度を用いることができるが、一般にはたとえば１５０ルクス以下であり、１００ルクス以下がより好ましい。夜間期の照度はたとえば少なくとも５０ルクスであり、少なくとも１００ルクスが好ましく、昼間期の照度よりも低い。照度の測定に関しては上記を参照のこと。

本方法は動物の搾乳をさらに含む。搾乳は通常どおりに行われてよく、変更の必要はない。たとえば１日に１回、２回、３回またはそれ以上の頻度で動物の搾乳を行ってよい。通常のように、昼間期の搾乳（たとえば午前中と夕方、または昼間期に１回の搾乳）が一般に好都合であるが、その代わりに、またはそれに追加して、夜間期に搾乳を行ってもよい。

当然ながら、本発明によれば、ＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具による動物の照射は、搾乳の時点とは独立である。特に、照射の実施中の時点で搾乳を行ってもよいし、照射中でない時点に行ってもよい。

天然ビタミンＤ３は乳に含まれる脂肪分子およびタンパク質と主に結合する。したがって、脂肪が減少しているということはビタミンＤ３含有量が減少している可能性があることを意味する。天然ビタミンＤ３は温度に敏感ではない。

一般的な方法で製造された通常の市販の乳のビタミンＤ含有量は、乳１００ｍｌあたり約０．１μｇである（食品に関するドイツ連邦規範、２０１４年版による）。市販の乳の製造では、本発明の方法とは対照的に、従来のランプ（たとえば白熱電球、ネオン管またはナトリウム蒸気ランプ）を日中の畜舎の照明に使用し、ＵＶＢ成分の照射は行われない。

乳のビタミンＤ３含有量は標準的なＨＰＬＣ／ＵＶ法によって決定される。あるいは、ビタミンＤ３含有量はＥＬＩＳＡ（酵素結合免疫吸着検定法）によっても決定できる。ＥＬＩＳＡを用いることにより、乳などの試料のビタミンＤ３含有量も確実に決定でき、一部の国で標準的に使用されている。これは、認定を受けた独立な分析研究所での試験測定によって確認された。

本発明の方法で製造された乳は、ビタミンＤ３含有量が著しく増加している。たとえば、１００ｍｌあたり０．５μｇよりも多いビタミンＤ３含有量を有する可能性があり、１００ｍｌあたり１μｇよりも多いことが好ましく、１００ｍｌあたり１．５μｇよりも多いことが特に好ましく、たとえば乳１００ｍｌあたり１．５〜４μｇ以上の含有量を得ることが可能である。乳に含まれるビタミンＤ３は天然ビタミンＤ３である。特定された値は、ビタミンＤ３含有量を決定するＥＬＩＳＡまたはＨＰＬＣ／ＵＶ法による測定に関連する。

本発明の方法により乳の天然ビタミンＤ３の含有量は増加する。「天然ビタミンＤ３含有量が増加する」は、特にビタミンＤ３含有量が乳１００ｍｌあたり少なくとも０．５μｇ（乳１００ｍｌあたり１μｇよりも多いことが好ましく、乳１００ｍｌあたり１．５μｇよりも多いことが特に好ましい）であることを意味する。

本発明の方法を使用すると、ＵＶＢ光を発するランプの代わりにＵＶＢ域の発光がない通常のランプを使用した場合の同じ方法と比較して１頭当たりの搾乳量を増加することもできる。この目的のためには、ランプの光によって高輝度を得ることが有利であり、これは、たとえばフルスペクトル・ランプまたは白色ＬＥＤによって得られる。好適な放射照度は、たとえば少なくとも５０ルクスであり、少なくとも８０ルクスがより好ましく、少なくとも１００ルクスが特に好ましい。この目的のためには、１日の昼間期の照射をたとえば少なくとも４時間行ってよく、少なくとも１０時間行うのが好ましく、少なくとも１６時間行うのが特に好ましい。１頭あたりの搾乳量は、たとえば少なくとも２％（少なくとも４％が好ましい）増加する可能性がある。

メラトニンというホルモンは生物にとって重要であるため、メラトニンの好適な供給源が望まれる。このメラトニンというホルモンは泌乳動物の乳に含まれることが知られている。しかし、この成分は通常は比較的少ないため、通常の乳はメラトニン源に適さない。本発明の方法の好ましい実施態様では、メラトニン含有量が顕著に増加した乳を得ることも可能であると示されている。

先に述べた、動物の光周期が第１の照明計画を伴う昼間期と第２の照明計画を伴う夜間期に分けられ、照明器具は昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ、５００ｎｍ以上の波長域の光を発し５００ｎｍ未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が夜間期に使用される、本発明の方法の好ましい実施態様では、夜間期の乳は天然ビタミンＤ３含有量が多いだけでなくメラトニン含有量も多い。したがって、夜間期または夜間期の直後（たとえば夜間期の１時間後まで）に動物の搾乳を行うことにより、天然ビタミンＤ３含有量が多くメラトニン含有量が増加した乳が得られる。乳に含まれるメラトニンは日中の照明の結果として昼間期に比較的急速に分解されるため、この目的のための搾乳は夜間期の直後に行われるのが好ましく、夜間期に行われるのがより好ましい。当然ながら、このことは昼間期にも搾乳を行うことを排除するものではないが、昼間期の搾乳で得られた乳のメラトニン濃度は増加していない。

本発明は、屋根付きの囲いの中で１頭以上の泌乳動物に対して照射を行うためのＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する照明器具の使用にも関する。当然ながら、本発明の方法に関して以上に示したすべての情報は本発明の使用にも同様に当てはまる。

本発明は、ＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具が固定された、泌乳動物の飼育用の屋根付きの囲いにも関する。照明器具は３００ｎｍの波長のＵＶＢ光を通すランプカバーを有することが好ましい。

（比較例１〜４）
２つの試験農場で製造された乳（農場Ｉ：乳牛１１００頭、農場ＩＩ：乳牛４２０頭）のビタミンＤ濃度を試験した。飲食や休息の場所を自由に選択できる、ストレスを軽減する放牧システムを備えた畜舎で動物を飼育し、牧草や草をベースにした飼料を与えた。昼間期（場合によっては夜間期）に搾乳を行った。以下の光周期で動物を飼育した。

昼間期の時間は約１６時間、夜間期の時間は約８時間とした。昼間期には、市販の蛍光灯を畜舎の床上約３ｍの高さに配置し、動物に可視光を照射した。蛍光灯はＵＶＢ域の光を発しなかった。夜間期には、両群の動物を、５００ｎｍ以上の波長の光を含む照明計画のもとで飼育した。この目的のため、赤色ＬＥＤランプを使用した。

馴化期後、農場Ｉでそれぞれ異なる日に採取した乳のビタミンＤ（ビタミンＤ３）含有量をＨＰＬＣ／ＵＶ法で試験した（比較例１〜４）。結果を表１に示す。値は市販の乳のビタミンＤ含有量の値（食品に関するドイツ連邦規範によれば乳１００ｍｌあたり約０．１μｇ）と一致する。
（実施例１〜７）

昼間期の照明のための市販の蛍光灯を、可視域の照度が同程度の特定の蛍光ランプを有する照明器具に交換した以外は同様の作業を２つの試験農場で続けた。このように、日中、太陽光に似た光スペクトルを有する人工光に動物を曝露した。光を与えるのに用いたフルスペクトル・ランプは、以下の発光スペクトルを有する特定の蛍光ランプであった：
ＶＩＳ成分（３８０〜７８０ｎｍ）：約９０．８５％
ＵＶＡ成分（３１５〜３８０ｎｍ）：約９％
ＵＶＢ成分（２８０〜３１５ｎｍ）：約０．１５％
ＵＶＣ成分（２００〜２８０ｎｍ）：０％。

２×５８ワットのフルスペクトル蛍光ランプを畜舎の床上約３ｍの高さに配置し、照明を毎日行った。蛍光ランプはＩＰ６５等級で、肉厚３ｍｍのＰＭＭＡ（Ｄｅｇｕｓｓａ社のPlexiglas 6N）で形成されたランプカバーを有していた。図は、この肉厚のプレキシガラスの透過曲線を示す。３００ｎｍの波長では透過率は約７０％であった。

この光周期での馴化期の後、それぞれ異なる日にＥＬＩＳＡによって乳のビタミンＤ（ビタミンＤ３）含有量を試験した（実施例１〜７）。この方法で製造された乳は、従来の乳の製造法による乳の何倍ものビタミンＤを含有していた。ビタミンＤ含有量は乳１００ｍｌあたり１．６３〜１．９２μｇであった。表１は、各ミルクタンクから採取された試験試料および混合試料の結果を示す。タンクおよび混合試料は、数頭の牛から採取した乳を含む。乳試料の平均脂肪含有量は約４％であった。

本発明の方法に従い１年間作業した後、本方法を導入する前の時期と比較して以下のその他の現象を観察できた：
・動物の疾患の発生率と増殖率の減少
・農場の獣医にかかる費用の減少
・１頭あたりの搾乳量の５％を超える増加。
（実施例８〜１２）

実施例１〜７で昼間期の照明に使用した蛍光ランプを、可視域の照度が同程度の特定の蛍光ランプを有する照明器具に交換した以外は実施例１〜７の記載と同様の作業を２つの試験農場で続けた。このように、日中、太陽光に似た光スペクトルを有する人工光に動物を曝露した。光を発生させるため、使用したフルスペクトル・ランプはＵＶＢ成分をさらに多く含む特定の蛍光ランプで、蛍光物質としてＳＢＰＥ約３６％、ＳＭＳ約５０％、ＢＡＣ約１３％、およびＬＡＰ約１％を含んでいた。蛍光ランプは以下の発光スペクトルを有していた：
ＶＩＳ成分（３８０〜７８０ｎｍ）：約９０％
ＵＶＡ成分（３１５〜３８０ｎｍ）：約９％
ＵＶＢ成分（２８０〜３１５ｎｍ）：約１％
ＵＶＣ成分（２００〜２８０ｎｍ）：０％。

２×５８ワットのフルスペクトル蛍光ランプを畜舎の床上約３ｍの高さに配置し、照明を毎日行った。蛍光ランプはＩＰ６５等級で、肉厚３ｍｍのＰＭＭＡ（Ｄｅｇｕｓｓａ社のPlexiglas 6N）で形成されたランプカバーを有していた。図は、この肉厚のプレキシガラスの透過曲線を示す。３００ｎｍの波長では透過率は約７０％であった。

この光周期での馴化期の後、それぞれ異なる日にＥＬＩＳＡによって乳のビタミンＤ（ビタミンＤ３）含有量を試験した（実施例８〜１２）。この方法で製造された乳は、従来の乳の製造法による乳の何倍ものビタミンＤを含有していた。ビタミンＤ含有量は乳１００ｍｌあたり２．３４〜２．６７μｇであった。表２は、各ミルクタンクから採取された試験試料の結果を示す。タンクは、数頭の牛から採取した乳を含む。乳試料の平均脂肪含有量は約４％であった。

本発明の方法に従い１年間作業した後、比較例１〜４で用いた方法と比較して以下のその他の現象を観察できた：
・動物の疾患の発生率と増殖率の減少
・農場の獣医にかかる費用の減少
・１頭あたりの搾乳量の５％を超える増加。

Claims (20)

1. ＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で１頭以上の泌乳動物に照射を行うことと前記動物の搾乳を行うことを含む、高含有量の天然ビタミンＤ３を含む乳の製造方法。
2. 前記照明器具は３００ｎｍの波長のＵＶＢ光を通すランプカバーを有し、前記ランプカバーは石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ポリメタクリル酸メチル、ポリメチルペンテン、フッ化エチレンプロピレン、またはポリテトラフルオロエチレンで構成されていることが好ましい、請求項１に記載の方法。
3. 前記乳の天然ビタミンＤ３の含有量を増加するためおよび／または１頭あたりの搾乳量を増加するための請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ランプの発光スペクトルは可視光を含み、かつ／または前記ランプの演色評価数は４０より高く、７０より高いことが好ましい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ランプの発光スペクトルのうちＶＩＳ域での発光成分は少なくとも７０％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ光成分は前記ランプの放射照度の少なくとも０．１％であり、少なくとも０．２％であることがより好ましく、かつ／または前記ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ光成分は前記ランプの放射照度の５％未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ光成分は前記ランプの放射照度の少なくとも０．５％であり、かつ／または前記ランプの発光スペクトルのうちＵＶＢ光成分は前記放射照度の５％未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ランプはガス放電ランプ、蛍光ランプ、ハロゲン金属蒸気ランプ、ＬＥＤランプから選択され、かつ／または前記ランプはフルスペクトル・ランプである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記蛍光ランプは低圧放電ランプである、請求項８に記載の方法。
10. 前記ランプは蛍光物質としてホウリン酸ストロンチウム：Ｅｕ、および／またはリン酸ストロンチウムマグネシウム：Ｓｎ、および／またはアルミン酸バリウムマグネシウム：Ｃｅ、および／またはリン酸ランタン：Ｃｅを含む蛍光ランプである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記動物の日周リズムは第１の照明計画を伴う昼間期と第２の照明計画を伴う夜間期に分けられ、前記照明器具は前記昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ／または５００ｎｍ以上の波長域の光を発し５００ｎｍ未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が前記夜間期に使用される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記夜間期に使用される光源はＬＥＤランプまたはナトリウム蒸気ランプである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記動物はヒツジ、ヤギ、またはウシであり、特にウシである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記照明器具は防塵性であり、かつ強い水の噴流に対し保護性をもち、ＩＰ６５等級であることが好ましい、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記ランプカバーは前記照明器具のハウジングに固定され、前記ランプカバーと前記ハウジングの間には滑石を塗布した封止材が配置されている、請求項２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 屋根付きの囲いの中で１頭以上の泌乳動物に対して照射を行うためのＵＶＡ光とＵＶＢ光を発するランプを有する照明器具の使用。
17. 前記動物の乳の天然ビタミンＤ３含有量を増加するため、および／または１頭あたりの搾乳量を増加するための請求項１６に記載の照明器具の使用。
18. 前記照明器具は３００ｎｍの波長のＵＶＢ光を通すランプカバーを有する、請求項１６または１７に記載の照明器具の使用。
19. ＵＶＡ光およびＵＶＢ光を発するランプを有する少なくとも１つの照明器具が固定された、泌乳動物の飼育用の屋根付きの囲い（特に畜舎）であって、前記照明器具は３００ｎｍの波長のＵＶＢ光を通すランプカバーを有することが好ましい、囲い。
20. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法で得られる高含有量の天然ビタミンＤ３を含む乳であって、前記ビタミンＤ３含有量は乳１００ｍｌあたり１．５μｇよりも多いことが好ましい、乳。

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