JP2020048509A

JP2020048509A - 反芻動物用飼料成形物及び反芻動物用飼料成形物の製造方法

Info

Publication number: JP2020048509A
Application number: JP2018182800A
Authority: JP
Inventors: 一博黒須; Kazuhiro Kurosu; 宏新倉; Hiroshi Niikura; 加奈佐藤; Kana Sato; 大介簑原; Daisuke Minohara
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: JP7119843B2

Abstract

【課題】保存性に優れ、反芻動物に資化されやすい反芻動物用飼料成形物を提供する。【解決手段】リグノセルロース材料を原料とするクラフトパルプを含有する反芻動物用飼料成形物であって、該成形物の水分率が３０質量％以下、木屋式デジタル硬度計で測定した硬度が２０ｋｇｆ以上、かつ木質ペレット品質規格に基づく機械的耐久性が９５％以上であり、さらにセルラーゼ糖化率が７０％未満であることを特徴とする反芻動物用飼料成形物。反芻動物が採食した後、反芻が容易であり、また、運搬性が向上し、微生物による腐敗を軽減できる。【選択図】なし

Description

本発明は、反芻動物用飼料成形物およびその製造方法に関する。

一般に、牧畜分野、特に反芻家畜の管理において、健全なルーメン発酵を維持するために牧草などの粗飼料が使用される。

粗飼料は、牧草を乾燥した干草（乾草、わら類）や、青刈りした牧草を発酵させたもの（サイレージ化したもの）などを主とする。

反芻動物が粗飼料を摂取し消化することが可能であるのは、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や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。

また、粗飼料は、牧草の収穫量や作柄により影響を受けやすく、供給量が不安定である。特にわが国では粗飼料の２０％程度を輸入に頼っているため、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可能性がある。

このため、十分な反芻を促し、粗飼料に代替でき、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。

ここで、飼料中の栄養濃度を高めるため、易消化性の炭水化物（デンプン）を多く含む濃厚飼料を粗飼料に配合することが一般に行われている。これは、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である。ところが、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を急激に低下させることがあり、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とは、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（ＶＦＡ：Volatile Fatty Acid）の異常な蓄積が生じ、ルーメン内のｐＨが低下する（ｐＨ５以下）。その結果、ルーメン内のプロトゾア（原生動物）、及びある種の細菌の減少あるいは消滅を引き起こす。特に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ため、極めて危険である。

ルーメンアシドーシスの予防には、飼料配合の急激な変化を避け、ルーメン発酵を安定化させ、ｐＨの変動を少なくすることが重要である。また、唾液には重曹が含まれｐＨ調節に寄与するため、十分な反芻により唾液分泌のできる飼料を給与することも重要である。そのため、十分な量の粗飼料を給与する必要があるのだが、ルーメンアシドーシスを恐れ、飼料の栄養価を低くすると、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ため、粗飼料の品質が重要となる。

ルーメンアシドーシスを予防する飼料として、特許文献１には、木質原料に高衝撃力を与えて粉砕し微粒子化した家畜飼料が開示されている。また、ペレット化した飼料に関して、特許文献２には、加工食品残渣をペレット化して飼料を製造することが提案されている。さらに、特許文献３には、リグノセルロースバイオマスをペレット化して反芻動物の飼料とすることが記載されている。さらにまた、特許文献４には、カッパー価が９０以下のクラフトパルプをペレット化して反芻動物の飼料とすることが記載されている。

特開２０１１−０８３２８１号公報特開平１０−７５７１９号公報国際公開ＷＯ２０１１／０９７０７５号公報（特表２０１３−５１８８８０号公報）特開２０１５−１９８６５３号公報

反芻動物において、採食した飼料によって十分な反芻を促すとともに、品質が均一な粗飼料を安定的に供給する必要がある。

そこで本発明の課題は、十分にルーメン内に滞留することで反芻動物の反芻を促し、且つ品質が安定した反芻動物用飼料成形物を提供することである。

本発明の発明者らは、上記課題について鋭意検討したところ、成形する際の成形機に投入する、リグノセルロース材料を原料として製造したパルプのカッパー価を調整することによって、ルーメン内での発酵時間を調節し、かつ高いセルラーゼ糖化率の反芻動物用飼料成形物を製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち本発明は下記の発明を提供するものである。
（１）リグノセルロース材料を原料とするクラフトパルプを含有する反芻動物用飼料成形物であって、該成形物の水分率が３０質量％以下、木屋式デジタル硬度計で測定した硬度が２０ｋｇｆ以上、かつ木質ペレット品質規格に基づく機械的耐久性が９５％以上であり、さらに下記に示すセルラーゼ糖化率が７０％未満であることを特徴とする反芻動物用飼料成形物。
セルラーゼ糖化率：飼料成形物を濃度１％、ｐＨ４．０に調整した懸濁液に、セルラーゼを濾紙崩壊力１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加し、４０℃で、２４時間反応させた後、式１より糖化率を求める。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）
（２）リグノセルロースを原料とするクラフトパルプのカッパー価が３０以上である（１）に記載の反芻動物用飼料成型物。
（３）リグノセルロース材料が木質資源由来である（１）ないし（２）に記載の反芻動物用飼料成型物。
（４）リグノセルロース材料を原料とするクラフトパルプを含有し、水分率が３０質量％以下、木屋式デジタル硬度計で測定した硬度が２０ｋｇｆ以上、かつ木質ペレット品質規格に基づく機械的耐久性が９５％以上であり、さらに下記に示すセルラーゼ糖化率が７０％未満である反芻動物用飼料成形物を製造するための方法であって、
水分率が１０〜８０質量％のクラフトパルプを加圧圧縮して成形する工程、
成形物の水分率を３０質量％以下に調整する工程、を含む
上記方法。
セルラーゼ糖化率：飼料成形物を濃度１％、ｐＨ４．０に調整した懸濁液に、セルラーゼを濾紙崩壊力１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加し、４０℃で、２４時間反応させた後、式１より糖化率を求める。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）

本発明によれば、十分なルーメン発酵時間を確保し、しかもハンドリングのしやすい成形物の形態の飼料を得ることができる。また、本発明の反芻動物用飼料成形物は、木材などのリグノセルロース原料から製造できるので安定かつ安価に供給することができる。

飼料成形物
本発明の反芻動物用飼料成形物は、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く、例えば、哺乳期の仔牛から成牛、老廃牛まで用途があると考えられる。

本発明の飼料成形物は、クラフトパルプを含有するが、クラフトパルプを１０質量％以上含有することが好ましく、５０質量％以上含有することがより好ましく、８０質量％以上含有することがさらに好ましく、クラフトパルプのみからなっていてもよい。必要に応じて、他の飼料成分を含有させてもよい。クラフトパルプとしては、未晒クラフトパルプが好ましく、また、カッパー価が３０以上であることが好ましい。より好ましくは、カッパー価は３０〜１２０であり、３５〜１００であってもよく、４０〜８０としてもよい。カッパー価が３０以上であると、反芻動物のルーメンにおける消化速度を緩やかにし、ルーメンにおける反芻が促進される。

本発明の飼料成形物は、クラフトパルプ（ＫＰ）を含有するものであるが、他の公知のパルプ化法によって製造されたパルプを併用することができる。例えば、機械パルプ、化学パルプのいずれもが適用可能である。機械パルプとしては、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナーグラウンドウッドパルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）等が挙げられる。化学パルプとしては、クラフトパルプ（ＫＰ）、溶解クラフトパルプ（ＤＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解サルファイトパルプ（ＤＳＰ）等が挙げられる。また、漂白パルプ、未漂白パルプのいずれも使用できる。これらの中では、酸素脱リグニン処理した化学パルプ、漂白化学パルプなどが好ましい。

本発明の飼料成形物において、パルプは１種類のものから成るものでもよく、複数のパルプを混合したものでもよい。例えば、原料や製造方法の異なる化学パルプ（広葉樹クラフトパルプ、針葉樹クラフトパルプ、溶解広葉樹クラフトパルプ、溶解針葉樹クラフトパルプ）、あるいは機械パルプ（砕木パルプ、リファイナーグラウンドウッドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ）、を２種以上混合して使用してもよい。

原料の木材としては、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、アカシア、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。

クラフトパルプ
木材チップからクラフトパルプを製造する場合、木材チップは蒸解液と共に蒸解釜へ投入され、クラフト蒸解に供する。また、ＭＣＣ、ＥＭＣＣ、ＩＴＣ、Ｌｏ−ｓｏｌｉｄなどの修正クラフト法の蒸解に供しても良い。また、１ベッセル液相型、１ベッセル気相／液相型、２ベッセル液相／気相型、２ベッセル液相型などの蒸解型式なども特に限定はない。すなわち、本願のアルカリ性水溶液を含浸し、これを保持する工程は、従来の蒸解液の浸透処理を目的とした装置や部位とは別個に設置してもよい。好ましくは、蒸解を終えた未晒パルプは蒸解液を抽出後、ディフュージョンウォッシャーなどの洗浄装置で洗浄する。木材チップと薬液の液比は、例えば、１．０〜５．０Ｌ／ｋｇとすることができ、１．５〜４．５Ｌ／ｋｇが好ましく、２．０〜４．０Ｌ／ｋｇがさらに好ましい。

また、本発明においては、キノン化合物を含むアルカリ性蒸解液を蒸解釜に添加してもよい。キノン化合物を含むアルカリ性蒸解液を添加する場合は絶乾チップ当たり０．０１〜１．５質量％が好ましい。キノン化合物の添加量が０．０１質量％未満であると添加量が少なすぎて蒸解後のパルプのカッパー価が低減されず、カッパー価とパルプ収率の関係が改善されない。さらに、粕の低減、粘度の低下の抑制も不十分である。また、キノン化合物の添加量が１．５質量％を超えてもさらなる蒸解後のパルプのカッパー価の低減、及びカッパー価とパルプ収率の関係の改善は認められない。

使用されるキノン化合物はいわゆる公知の蒸解助剤としてのキノン化合物、ヒドロキノン化合物又はこれらの前駆体であり、これらから選ばれた少なくとも１種の化合物を使用することができる。これらの化合物としては、例えば、アントラキノン、ジヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロアントラキノン）、テトラヒドロアントラキノン（例えば、１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、１，２，３，４−テトラヒドロアントラキノン）、メチルアントラキノン（例えば、１−メチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン）、メチルジヒドロアントラキノン（例えば、２−メチル−１，４−ジヒドロアントラキノン）、メチルテトラヒドロアントラキノン（例えば、１−メチル−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、２−メチル−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン）等のキノン化合物であり、アントラヒドロキノン（一般に、９，１０−ジヒドロキシアントラセン）、メチルアントラヒドロキノン（例えば、２−メチルアントラヒドロキノン）、ジヒドロアントラヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロ−９，１０−ジヒドロキシアントラセン）又はそのアルカリ金属塩等（例えば、アントラヒドロキノンのジナトリウム塩、１，４−ジヒドロ−９，１０−ジヒドロキシアントラセンのジナトリウム塩）等のヒドロキノン化合物であり、アントロン、アントラノール、メチルアントロン、メチルアントラノール等の前駆体が挙げられる。これら前駆体は蒸解条件下ではキノン化合物又はヒドロキノン化合物に変換する可能性を有している。

蒸解液は、対絶乾木材チップ重量当たりの活性アルカリ添加率（ＡＡ）を１０〜３５質量％とすることが好ましい。活性アルカリ添加率が１０質量％未満であるとリグニンやヘミルロースの除去が不十分となり、３５質量％を超えると収率の低下や品質の低下が起こる。ここで活性アルカリ添加率とは、ＮａＯＨとＮａ_２Ｓの合計の添加率をＮａ_２Ｏの添加率として換算したもので、ＮａＯＨには０．７７５を、Ｎａ_２Ｓには０．７９５を乗じることでＮａ_２Ｏの添加率に換算できる。また、硫化度は２０〜３５％の範囲が好ましい。硫化度２０％未満の領域においては、脱リグニン性の低下、パルプ粘度の低下、粕率の増加を招く。

クラフト蒸解は、１２０〜１８０℃の温度範囲で行うことが好ましく、１４０〜１６０℃がより好ましい。温度が低すぎると脱リグニン（カッパー価の低下）が不十分である一方、温度が高すぎるとセルロースの重合度（粘度）が低下する。また、本発明における蒸解時間とは、蒸解温度が最高温度に達してから温度が下降し始めるまでの時間であるが、蒸解時間は、６０分以上６００分以下が好ましく、１２０分以上３６０分以下がさらに好ましい。蒸解時間が６０分未満ではパルプ化が進行せず、６００分を超えるとパルプ生産効率が悪化するために好ましくない。

また、本発明におけるクラフト蒸解は、Ｈファクター（Ｈｆ）を指標として、処理温度及び処理時間を設定することができる。Ｈファクターとは、蒸解過程で反応系に与えられた熱の総量を表す目安であり、下記の式によって表わされる。Ｈファクターは、チップと水が混ざった時点から蒸解終了時点まで時間積分することで算出する。Ｈファクターとしては、３００〜２０００が好ましい。

Ｈｆ＝∫exp（43.20−16113／Ｔ）ｄｔ
［式中、Ｔはある時点の絶対温度を表す］
本発明においては、蒸解後得られた未漂白（未晒）パルプは、必要に応じて、種々の処理に供することができる。例えば、クラフト蒸解後に得られた未漂白パルプに対して、漂白処理を行うことができる。

クラフト蒸解で得られたパルプについて、酸素脱リグニン処理を行うことができる。本発明に使用される酸素脱リグニンは、公知の中濃度法あるいは高濃度法がそのまま適用できる。中濃度法の場合はパルプ濃度が８〜１５質量％、高濃度法の場合は２０〜３５質量％で行われることが好ましい。酸素脱リグニンにおけるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用することができ、酸素ガスとしては、深冷分離法からの酸素、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）からの酸素、ＶＳＡ（Vacuum Swing Adsorption）からの酸素等が使用できる。

酸素脱リグニン処理の反応条件は、特に限定はないが、酸素圧は３〜９ｋｇ／ｃｍ^２、より好ましくは４〜７ｋｇ／ｃｍ^２、アルカリ添加率はパルプ絶乾重量当たり０．５〜４質量％、処理温度８０〜１４０℃、処理時間２０〜１８０分、この他の条件は公知のものが適用できる。なお、本発明において、酸素脱リグニン処理は、複数回行ってもよい。また、酸素脱リグニン処理などを施した後のクラフトパルプのカッパー価は５〜１５であることが好ましい。

さらなるカッパー価の低下、白色度の向上を目的とする場合、酸素脱リグニン処理が施されたパルプは、例えば、次いで洗浄工程へ送られ、洗浄後、多段漂白工程へ送られ、多段漂白処理を行うことができる。本発明の多段漂白処理は、特に限定されるものではないが、酸（Ａ）、二酸化塩素（Ｄ）、アルカリ（Ｅ）、酸素（Ｏ）、過酸化水素（Ｐ）、オゾン（Ｚ）、過酸等の公知の漂白剤と漂白助剤を組み合わせるのが好適である。例えば、多段漂白処理の初段は二酸化塩素漂白段（Ｄ）やオゾン漂白段（Ｚ）を用い、二段目にはアルカリ抽出段（Ｅ）や過酸化水素段（Ｐ）、三段目以降には、二酸化塩素や過酸化水素を用いた漂白シーケンスが好適に用いられる。三段目以降の段数も特に限定されるわけではないが、エネルギー効率、生産性等を考慮すると、合計で三段あるいは四段で終了するのが好適である。また、多段漂白処理中にエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等によるキレート剤処理段を挿入してもよい。

本発明においては、カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）が３００ｍｌ以上のクラフトパルプを使用することが好ましい。反芻動物のルーメンにおける消化速度を緩やかにし、ルーメンにおける反芻を促進するような飼料を製造することが可能になる。好ましい態様において、本発明に用いるクラフトパルプのカナダ標準濾水度は４５０ｍｌ以上であり、５００ｍｌ以上や５５０ｍｌ以上としてもよい。一般に、クラフトパルプのカナダ標準濾水度は、公知の方法によって低下させることができる。

飼料成形物の反芻動物への給餌
本発明の飼料成形物のセルラーゼ糖化率は７０％未満であることが必要で、６５％以下が好ましく、６０％以下や５０％以下としてもよい。また、セルラーゼ糖化率を４０％以上にすれば、反芻動物のルーメンにおいて消化が困難になることはない。よって、望ましいセルラーゼ糖化率は４０％以上７０％未満である。飼料成形物のセルラーゼ糖化率は７０％未満とすることで、反芻動物のルーメンにおける消化速度を緩やかにし、ルーメンにおける反芻が促進される反芻動物用飼料を製造することができる。

なお、セルラーゼ糖化率とは、飼料成形物を濃度１％、ｐＨ４．０に調整した懸濁液に、セルラーゼを濾紙崩壊力で１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加し、４０℃で、２４時間反応させた後、式１より糖化率を求めるものである。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）

また、本発明でいう「硬度」は、ペレットの硬さの数値（単位：ｋｇｆ）であり、木屋式デジタル硬度計を使用して測定するものである。本発明の飼料成形物の木屋式デジタル硬度計で測定した硬度は２０ｋｇｆ以上であることが必要で、２０〜４０ｋｇｆであることが好ましい。硬度が２０ｋｇｆ未満であると、飼料成形物の機械的耐久性が低下する。

本発明の飼料成形物は、輸送時に粉砕されて粉化しない十分な硬さを有しており、機械的耐久性（木質ペレット品質規格６．５機械的耐久性の試験方法に準拠）が９５％以上であることが必要である。機械的耐久性とはペレットの壊れにくさを示すもので、一定量の機械的衝撃を与えた際に壊れずに粉化しなかった質量割合である。好ましい態様において本発明の飼料ペレットは、機械的耐久性が９７％以上であり、より好ましくは９８％以上である。

本発明の飼料成形物は、他の飼料と併せて反芻動物に給与することができる。他の飼料成分としては、粗飼料（例えば牧草）、濃厚飼料（例えば、トウモロコシ、麦などの穀類、大豆などの豆類）、ふすま、米糠、おから、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）、等が挙げられる。これらの他の飼料成分は圧縮成型を行う際に、木材パルプに混合させてもよい。

本発明の飼料に濃厚飼料を配合する場合、例えば、とうもろこし、小麦、大麦、精白米などの穀物を用いることができる。本発明の飼料においては、例えば、米、小麦、大麦、えん麦、マイロ、とうもろこしなどの穀物を主なデンプン源として用いることができる。

本発明においては、粗蛋白質飼料を配合してもよい。粗蛋白質飼料の原料としては、例えば、大豆、大豆粕（加糖加熱処理又は加湿加熱処理等を施した大豆粕を含む）、菜種粕、アマニ粕、コーングルテンミール、濃縮大豆蛋白、小麦グルテン、小麦グルテン酵素分解物などを挙げることができる。特に、大豆粕などの大豆由来粗蛋白質供給原料（ただし、加糖加熱処理又は加湿加熱処理を施したものを除く）は、溶解性蛋白質を多く給与してルーメン内での繊維の消化率を高め、子牛の成育を向上させるといった観点や、ＤＤＧＳ等の粗脂肪の含有量が比較的高いＮＤＦ供給原料などの配合により飼料中の粗脂肪の含有量が過度に多くなるのを抑制するため、飼料に配合することが好ましい。

本発明においては、飼料に糖類を配合してもよく、例えば、グルコース、フルクトース、スクロース、ラクトース、及びマルトースなどを好適に配合することができる。

本発明の飼料は、上述した原料の他に、呈味料、ミネラル、ビタミン、有機ミネラル、牧草、イネ科の植物の飼料原料、結晶アミノ酸、油脂、脂肪酸、脂肪酸カルシウム、吸着材、鉱物、植物抽出物、発酵物、着香料、有機酸、抗生物質、動物質性飼料、微生物成分、漢方薬、酵素剤、オリゴ糖、木質系飼料、粘結剤、他の植物体加工副産物などを含んでもよい。

牧草としては、例えば、オーチャードグラス、チモシー、オーツヘイ、アルファルファ、イタリアンライグラス、アカクローバー等を挙げることができ、イネ科の植物に由来する飼料原料としては、例えば、ソルガム、小麦ストロー、稲わら等を挙げることができる。もっとも、牧草やイネ科の植物に由来する飼料原料は、例えば、生後３ヶ月齢以下の子牛にとっては消化が容易でないので、ルーメンの胃壁を刺激する目的で必要に応じて粗飼料として供給し、本発明の飼料成形物を子牛に給与する場合には、含有させないか、含有させるとしても少量とすることが好ましい。

本発明における飼料成形物は、公知の方法によってクラフトパルプを含む原料を成形することによって製造することができる。本発明に係る飼料成形物は、形状やサイズは特に制限されない。

また、本発明においては、圧縮成形前の水分率が１０〜８０質量％であるクラフトパルプを圧縮成形して成形物とする。圧縮成形前のクラフトパルプの水分率が８０質量％を超える場合、クラフトパルプは成型物とならず、その一方で水分率が１０質量％未満の場合、成型物が強固になりセルラーゼ糖化率が著しく低下する。クラフトパルプの水分率の調整は、圧搾や乾燥によって行うことができ、公知の装置を使用することができる。水分率を調整する装置は特に限定されないが、例えば、パルプマシン（丸石製作所製）、スクリュープレス（富国工業製）、通気棚式乾燥機（日本乾燥機製）を好適な例として挙げることができる。なお、水分率とは、水分率（質量％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ（Ａ：乾燥前のパルプ質量、Ｂ：絶乾燥後のパルプ質量）、で算出される。

本発明の飼料成形物の水分率を３０質量％以下にすることが必要で、好ましくは１５質量％以下にする。水分含有率を３０質量％以下とすることで、運搬性が向上し、微生物による腐敗を軽減できる。なお、飼料成形物水分率の水分率の調整は風乾、熱風乾燥等で行うことができる。

好ましい態様において、木材パルプを単体もしくは他の飼料成分を圧縮成型してペレットのような形態にしてもよい。本発明の飼料成形物と併用する飼料は、パルプ状、紛体状、顆粒状、フラッフ化の形態でもよいが、キューブ状、顆粒状、ペレット状などに圧縮成型するか、断裁したシート状の形態とすることで、トウモロコシや牧草などの他の飼料と混合することが容易となり、さらに運搬や取扱いが容易となるので好ましい。

成形は、圧縮成型によって行うことができ、公知の装置を使用することができる。圧縮成型を行うための装置は特に限定されないが、例えば、ブリケッター（北川鉄工所製）、リングダイ式ペレタイザー（ＣＰＭ製）、フラットダイ式ペレタイザー（ダルトン製）を好適な例として挙げることができる。

キューブ状に圧縮成型する場合、縦５〜５０ｍｍ×横５〜５０ｍｍ×高さ５〜５０ｍｍのキューブとすることが好ましい。ペレット状に圧縮成型する場合、直径５〜５０ｍｍ×長さ５〜８０ｍｍの円筒状とすることが好ましい。

シート状の形態とする場合、坪量が３００〜２０００ｇ／ｍ^２で、５〜５０ｍｍ×５〜５０ｍｍのシート片とすることが好ましい。

本発明の飼料成形物は、例えば、可消化養分総量（ＴＤＮ：Total Digestible Nutrients）を７０〜９５％とすることができるが、７０〜９３％、さらには７０〜９０％としてもよい。

本発明の飼料成形物は、水分含有率を３０質量％以下とすることが好ましい。水分含有率を３０質量％以下とすることで、運搬性が向上し、微生物による腐敗を軽減できる。

以下、本発明の実施の形態を実施例により説明するが、本発明はこれによって限定されない。各物性の測定方法は以下のとおりである。

＜セルラーゼ糖化率＞
飼料成形物（絶乾質量５００ｍｇ）を、樹脂製サンプル瓶（６０ｍｌ容）に正確に秤量した。ｐＨ４．０の０．１Ｍ酢酸緩衝液にセルラーゼ（商品名：セルラーゼオノズカ p1500、ヤクルト薬品工業(株)製）を濾紙崩壊力で１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加した懸濁液４９．５ｍｌを容器に添加し、ＴＡＩＴＥＣ社製ＢｉｏＳｈａｋｅｒＢＲ−２３ＦＰを用いて、４０℃、１８０ｒｐｍにて２４時間振とうし、糖化処理を行った。
２４時間後の時点でサンプルを採取し、糖化された飼料成形物の割合（セルラーゼ糖化率）を測定した。具体的には、あらかじめ恒量を求めたろ紙上でろ過し、４回水洗を行った後に、１０５℃の通風乾燥機中で２時間乾燥し、残渣の乾物重量を測定した。セルラーゼ糖化率は以下の式から算出した。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物（残渣）質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）

＜カッパー価＞
ＪＩＳＰ８２２１に基づいて測定した。

＜成型物の硬度測定＞
本発明でいう「硬度」は、ペレットの硬さの数値（単位：ｋｇｆ）であり、本実験では、木屋式デジタル硬度計（株式会社藤原製作所製、型番：ＫＨＴ−４０Ｎ）を使用して測定した。

＜成型物の機械的耐久性＞
飼料成形物について、木質ペレット品質規格（日本木質ペレット協会、２０１１年３月３１日制定）の「機械的耐久性の試験方法」に基づいて木質ペレットの機械的耐久性を評価した。木質ペレット品質規格の機械的耐久性は、欧州の規格であるＥＮ１５２１０−１に準拠して規格化されたものであり、機械的衝撃力に対する木質ペレットの耐粉化性能に関する。具体的には、ＤＴ―Ｔ型ペレット耐久試験機（三洋貿易社製）を用いて、下式の機械的耐久性（ＤＵ）を求めた。
・機械的耐久性（％）＝ｍ１／ｍ０×１００
ｍ１：回転処理後のサンプル質量（ｇ）
ｍ０：回転処理前のサンプル質量（ｇ）

［サンプル１］
ユーカリ材のチップを活性アルカリ添加率１８．０％、硫化度２５％、Ｈファクター８００にてクラフト蒸解を行い、カッパー価（ＫＮ）１８．１の未晒しクラフトパルプを得た。
上記パルプを水道水で洗浄し、濃度１０％に調製後、Ｏ_２添加率２．１％（絶乾パルプ重量当たり）、水酸化ナトリウム１．４％（絶乾パルプ重量当たり）、１００℃、６０分にて酸素脱リグニン処理を行い、ＫＮ８．９のクラフトパルプを得た。
得られたパルプを水道水で洗浄した後、水分率５０％のウェットパルプシートとし、これをＦＲＩＴＳＣＨ社製カッティングミルＰ−１５にて１０ｍｍ以下に破砕した。
得られた破砕パルプをヤマト科学株式会社製通気棚型乾燥機（型式：ＤＫＮ６０２）にて１０５℃、１時間乾燥させ、水分率１４．８％の乾燥パルプを得た。
乾燥したパルプをダルトン社製ディスクペレッターにて有効孔径５ｍｍ、有効孔長２０ｍｍのダイスを用いて成形し、水分率１４．８％、硬度２０．５ｋｇｆ、機械的耐久性９５．１％、飼料成型物を得た。
この飼料成形物をセルラーゼにて２４時間処理したところ、糖化率は６７％であった。

［サンプル２］
ユーカリ材のチップを活性アルカリ添加率１２．０％、硫化度２５％、Ｈファクター８００にてクラフト蒸解を行い、ＫＮ３１．４の未晒しクラフトパルプを得た。酸素脱リグニン処理以外はサンプル１と同様に飼料成形物を作製し、水分率１５．１％、硬度２２．１ｋｇｆ、機械的耐久性９５．３％、２４時間後のセルラーゼ糖化率５１％の飼料成形物を得た。

［サンプル３］
サンプル１で得られた酸素脱リグニン処理後のクラフトパルプを水道水で洗浄した後、水分率５０％のウェットパルプシートとし、これをＦＲＩＴＳＣＨ社製カッティングミルＰ−１５にて１０ｍｍ以下に破砕した。
得られた破砕パルプをダルトン社製ディスクペレッターにて有効孔径５ｍｍ、有効孔長２０ｍｍのダイスを用いて成形し、成型パルプを得た。
得られた成型パルプをヤマト科学株式会社製通気棚型乾燥機（型式：ＤＫＮ６０２）にて１０５℃、１時間乾燥させ、ＫＮ８．９、水分率１５．３％、硬度７．５ｋｇｆ、機械的耐久性８７．８％、２４時間後のセルラーゼ糖化率７５％の飼料成形物を得た。

［サンプル４］
サンプル２で得られた成型パルプをヤマト科学株式会社製通気棚型乾燥機（型式：ＤＫＮ６０２）にて１０５℃、３０分間乾燥させ、ＫＮ３１．４、水分率３１．５％、２４時間後のセルラーゼ糖化率６５％の飼料成形物を得た。

［サンプル５］
粗飼料としてチモシー乾草（青山商事社製）を用いた。

実験１：給与試験による消化率測定
＜給与試験による消化率測定＞
公益社団法人畜産技術協会「試料分析マニュアル」（平成１２年３月発行）第２章飼料の栄養価評価法に記載の方法に準拠して測定したが、具体的には以下の通りである。
１）基礎飼料および基礎飼料の乾物２０％を本発明品で置き換えた試験飼料を用意する。
２）１処理区当たり４頭の山羊を用意する。
３）予備試験７日（馴致期間）、本試験７日とし、本試験期間中の糞を全量採取する。
４）糞を乾燥する。
５）基礎飼料区および試験飼料区の消化率を測定する。
６）基礎飼料区と試験飼料区の消化率の差から本発明品の消化率を計算で求める。

濃厚飼料（圧片トウモロコシ）および粗飼料（アルファルファ乾草）を２０：８０の割合（乾物重量％）で混合した基礎飼料を用いて、給与試験による消化率測定を行った。なお、試験飼料は基礎飼料のうち２０％（乾物質量％）をサンプル１〜５のいずれかと入れ替えることで調製した。

実験２：保存性試験
サンプル１〜５を乾燥しないようにビニール袋に入れて、室温にて６０日間の保存性試験を実施した。評価は目視による官能評価を実施し、カビの発生を認めた場合は×、カビの発生がなかった場合は〇と記載した。

実施例（サンプル１〜２）及び比較例（サンプル３〜５）の前述した物性、試験の結果を表１に示した。

実施例のサンプル１から明らかなように、飼料成型物の硬度を２０ｋｇｆ以上、機械的耐久性を９５％以上とすることで、２４時間後のセルラーゼ糖化率を７０％未満とすることができる。さらに実施例のサンプル２のようにＫＮを高めることで、より２４時間後のセルラーゼ糖化率を低下させることができる。上記実施例の飼料成形物は、既存の粗飼料と同等以下の消化率であるため、十分に反芻動物のルーメン内に滞留し、反芻を促す可能性が示された。

一方、比較例のサンプル３のように硬度が２０ｋｇｆ未満であり、さらにＫＮが３０以下の飼料成形物の場合、消化率が既存の粗飼料よりも高く、ルーメン内の通過速度が粗飼料と比較して速いと考えられる。また比較例のサンプル４のように水分率３０％以上の場合、カビの発生、すなわち飼料の保存性が懸念される。

本発明に係る飼料成形物は、反芻動物の反芻を促す飼料となり得ることが明らかとなった。

Claims

リグノセルロース材料を原料とするクラフトパルプを含有する反芻動物用飼料成形物であって、該成形物の水分率が３０質量％以下、木屋式デジタル硬度計で測定した硬度が２０ｋｇｆ以上、かつ木質ペレット品質規格に基づく機械的耐久性が９５％以上であり、さらに下記に示すセルラーゼ糖化率が７０％未満であることを特徴とする反芻動物用飼料成形物。
セルラーゼ糖化率：飼料成形物を濃度１％、ｐＨ４．０に調整した懸濁液に、セルラーゼを濾紙崩壊力１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加し、４０℃で、２４時間反応させた後、式１より糖化率を求める。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）
リグノセルロースを原料とするクラフトパルプのカッパー価が３０以上である請求項１に記載の反芻動物用飼料成型物。
リグノセルロース材料が木質資源由来である請求項１ないし２に記載の反芻動物用飼料成型物。
リグノセルロース材料を原料とするクラフトパルプを含有し、水分率が３０質量％以下、木屋式デジタル硬度計で測定した硬度が２０ｋｇｆ以上、かつ木質ペレット品質規格に基づく機械的耐久性が９５％以上であり、さらに下記に示すセルラーゼ糖化率が７０％未満である反芻動物用飼料成形物を製造するための方法であって、
水分率が１０〜８０質量％のクラフトパルプを加圧圧縮して成形する工程、
成形物の水分率を３０質量％以下に調整する工程、を含む
上記方法。
セルラーゼ糖化率：飼料成形物を濃度１％、ｐＨ４．０に調整した懸濁液に、セルラーゼを濾紙崩壊力１３５０Ｕ／（飼料成形物絶乾質量ｇ）となるように添加し、４０℃で、２４時間反応させた後、式１より糖化率を求める。
セルラーゼ糖化率（％）＝［（セルラーゼ処理前の飼料成形物質量−セルラーゼ処理後の飼料成形物質量）／セルラーゼ処理前の飼料成形物質量］×１００（式１）