JP2593501B2 - 動物成長促進剤 - Google Patents

動物成長促進剤

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JP2593501B2 JP62505092A JP50509287A JP2593501B2 JP 2593501 B2 JP2593501 B2 JP 2593501B2 JP 62505092 A JP62505092 A JP 62505092A JP 50509287 A JP50509287 A JP 50509287A JP 2593501 B2 JP2593501 B2 JP 2593501B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、動物におけるインビボ成長の促進に関す
るものであり、さらに具体的には成長促進剤、その製造
方法および動物成長増進方法に関するものである。
従来、動物、特に家畜動物における成長促進は、飼料
に異化ステロイド性物質、例えばエストロゲンを添加す
ることにより達成されてきた。最近では、動物組織に許
容し得ないほど大量のステロイドが蓄積されることか
ら、この実践方法は不評を招いている。その結果、例え
ば大量のエストロゲンを摂取した鶏を食した男児の乳房
が膨らむなど望ましくない作用が生じている。
別の実践策としては、動物飼料への抗生物質の混入が
広く普及している。この方法は機会に乗じた細菌感染の
制御を助けるものであり、家畜の健康を全体的に改良
し、その結果体重を増加させる。この実践策は保健当局
による綿密な調査を受けた結果、抗生物質耐性株の微生
物の生成を助長するものとして非難された。飼料添加物
として使用された抗生物質が一般に処方されるヒト治療
薬である場合、これは特に懸念される問題になる。
さらに、飼料添加物として様々な消化酵素を用いた動
物成長促進方法がこれまでに提案されている。これらの
酵素は腸における未消化飼料材料の分解を助けるため、
所定の食物割当に対する吸収作用によって利用可能な栄
養分の量が通常の消化条件下の場合よりも多くなる。
飼料中への酵素混入は、酵素が極端なpH値に遭遇する
胃またはこぶ胃通過時に変性および不活化されることが
多いという不利点を有する。酵素は、pH、温度、コファ
クター等、生物学的活性の維持に関して特定必要条件を
有するため、最適値から逸脱すると、不可逆性であり得
る酵素活性の低下または酵素不活化が誘発され得る。動
物飼料への消化酵素の添加は、一般に動物成長促進に効
果の無いことが伴った。さらに、投与された酵素のう
ち、こぶ胃または胃を通って生き残る酵素はごく僅かの
比率に過ぎないため、大量の酵素を必要とすることから
この処置は費用が高くついてしまう。
オーストラリア国特許第516072号は、結合系、安定剤
および崩壊剤と酵素を混合し、次いでこの混合物を腸溶
性コーティングで被覆することにより胃の不活化から消
化酵素を防御することを提案している。この腸溶コーテ
ィングにより(混合物は)胃を通過し得、その後十二指
腸のアルカリ性環境内で分解する。結合剤および崩壊剤
は、十二指腸への酵素の急速な放出を助長する。この提
案は、消化酵素が、有機溶媒、例えばイソプロパノール
およびメチレンクロリドの存在下結合剤および崩壊剤と
混合されたとき、部分的に不活化されるという不利点を
有する。さらにまた、消化酵素は、腸溶性コーティング
の適用時に有機溶媒により部分的に不活化される。特許
第516072号に従い製造された粒子のか粒サイズは、飼料
への均一分布の妨げとなる大きなサイズであるが故に総
じて不満足なものである。
従って、上述の不利点の1つまたはそれ以上を克服す
る酵素性動物成長促進剤に対する必要性が存在する。
この発明は、飼料成分を有効に利用するための成長促
進剤の提供を目的としている。
この発明によると、固定化された形態を呈する (i)蛋白質消化酵素、 (ii)炭水化物消化酵素、 (iii)脂肪消化酵素、または (iv)繊維消化酵素 から選ばれる1種またはそれ以上の酵素から成るコアを
有する微粒を含む成長促進剤であって、前記コアが水溶
性薄膜により封入され、アルカリ可溶性酸不溶性ポリマ
ー、またはその構造が腸液により可溶化され得る脂肪酸
または他の材料のウインドーで置換されているか、また
はそれらを含んでいる高分子量ポリマーを含む腸溶性コ
ーティングで被覆された成長促進剤が提供される。
「固定化された形態」なる語は、酵素がゲル様材料内
に固定されているか、半透膜内に収納されているか、吸
着剤に吸着されているか、またはキレート剤に結合され
ている場合を包含する。
酵素は、例えば下記方法、 (a)包括方法−ゲル様材料のコアへの酵素の取り込み
または半透膜内収納、 (b)架橋方法−架橋試薬を用いた酵素の分子間架橋、
または (c)担体結合方法−イオンおよび/または共有結合に
よる水不溶性物質と酵素の物理的または化学的結合 のいずれか一法により固定され得る。固定化した結果、
酵素はそれらの生物学的活性を保持し得る。
コア内の酵素の包括は、ある種の条件下でゲルを形成
し得る成分と酵素を混合することにより行なわれ得、そ
の結果、酵素は形成されたゲル・マトリックス内に包括
される。
ゲル形成剤の例としては、k−カラゲーニン、ゼラチ
ン、アルギネート、セルロースもしくはその誘導体、ま
たは様々なゲル形成合成ポリマー、例えばポリアミドも
しくはキトサンが含まれる。吸収剤が使用される場合、
それは好ましくは微粉化された活性炭である。
酵素の固定に有用なキレート剤には、EDTA、その塩も
しくは誘導体、および高分子量親水性ポリマー、例えば
ポリアクリルアミドまたは水溶液もしくは水性/親水性
溶媒中でそれらのイオン結合を解離し得る高分子量塩類
が含まれる。
微粒の粒子サイズは、好ましくは25ないし500μm、
さらに好ましくは50ないし350μmである。
この発明において使用され得る酵素の例には、 (1)蛋白質消化酵素(蛋白質分解酵素) カテプシンa、bおよびc、腺カリクレイン類、プロテ
イナーゼK、スブチリシン、フィシン、ストレプトドル
ナーゼ、パパイン、レニン、トリプシン、ブロメリンお
よび細菌、真菌、植物または動物由来の任意のプロテア
ーゼ、 (2)炭水化物消化酵素 アミラーゼ、グルコアミラーゼ、マルターゼ、ラクター
ゼ、β−グルカナーゼ、グルコースイソメラーゼ、グル
コースオキシダーゼ、インベルターゼおよび細菌、真
菌、植物または動物由来の任意の炭水化物消化酵素、 (3)脂肪消化酵素 すい臓リパーゼ、細菌および真菌リパーゼ、 (4)繊維消化酵素 セルラーゼ、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ がある。
封入する場合、コアに薄いフィルムまたは機械的バリ
アを被せることにより各微粒のコアおよびその環境を物
理的に分離させ得る。このバリアまたはフィルムは水溶
液に溶け得る。適当な機械的バリアを形成する化合物の
例としては、ゼラチンがある。
上記のように封入して得た微粒子に対して、腸溶性被
覆を施す。腸溶性被覆自体は、医薬の製剤の分野で古く
から知られた技術であって、そのための素材も種々知ら
れている(たとえば津田恭介ら著:医薬品開発基礎講座
XI第19巻「薬剤製造法(上)」239〜248頁(昭和46
年))。従って、これら自体公知の素材や自体公知の方
法から適宜のものを選んで、腸溶性被覆を施せばよい。
素材は、アルカリ可溶性酸不溶性ポリマー、すなわち腸
液で可溶化されるものであればよく、その好ましい一例
は、セルロースアセテートフタレートである。また、そ
れ自体は腸液で可溶化されることのない高分子量ポリマ
ー(たとえばブチルメタクリレートポリマー)であって
も、それによって形成される構造体に腸液で可溶化され
る素材のウインドーが存在することによって、使用可能
となる。この場合の腸液で可溶化される素材としては、
脂肪酸(特に炭素数12〜14のもの、たとえばステアリン
酸)やその誘導体が使用できるが、その他のものであっ
てもよい。
消化酵素のゲル内固定は、非常に有益な特色を有する
方法である。特にゲル・マトリックスは、変性成分、例
えば腸溶性コーティング(酸不溶性、塩基可溶性コーテ
ィング、例えば酢酸セルロースフタレート)の酵素への
適用において使用される有機溶媒の接近を制限する。す
なわち、ゲル・マトリックス内に固定された消化酵素の
かなりの部分は、最終的には触媒作用に利用され得る。
これは、腸溶性コーティングの適用時に酵素活性のかな
りの喪失が生じる先行技術で得られた結果とは対照的で
ある。
消化酵素が固定され得るゲル・マトリックスは多孔質
で透過性である。従って、ゲルが水性条件、例えば十二
指腸の環境に曝された場合、ゲル・マトリックス中へ腸
液が入ってくるため、ゲルは膨潤し、消化酵素は放出さ
れ、ゲルから出ていって触媒作用を行う。
この発明の実施方法によると、消化酵素の生物学的活
性を喪失せずに50μm〜500μm程度の非常に小さい粒
子サイズを有する微粒が製造され得る。特に、ゲル内ま
たはゲルを形成し得る溶液中に固定された消化酵素は、
操作および処理が容易であり、緩和な手順に付すことに
より所望の小さなサイズを有する微粒が製造され得る。
例えば消化酵素含有ゲルは、非常に小さな孔サイズのふ
るいから押し出され得るか、または凍結乾燥することに
より所望のサイズの粒子を製造し得る。別法として、ゲ
ルを形成し得る溶液中の消化酵素を適当なノズルにより
噴霧して微小飛沫を形成させ、飛沫をゲル化させる溶液
に導入することにより、形成されたゲル・マトリックス
内に消化酵素を固定し得る。この方法で形成されたか粒
のサイズは、ノズルにおける孔サイズおよび溶液が霧化
される圧力により決定される。対照的に、先行技術の方
法ではこのような結果は得られない。先行技術の場合、
単に酵素を常用の結合剤と混合するだけであり、それら
は上記処置に付されても所望の粒子サイズを有する微粒
を製造し得ない。
小さな粒子サイズを有する微粒は、飼料全体に均一に
分配され得るため最も望ましく、微粒の表面積が増加す
るためそれらは酵素を急速に放出させ得る。
酸素含有コアを水溶性バリアで覆うと、腸溶コーティ
ングの適用中に使用される有機溶媒による変性から酵素
が保護される。先に述べたゲル・マトリックスは保護性
を有するため、消化酵素の生物学的活性は顕著に維持さ
れる。すなわち、これは、成長促進に使用される消化酵
素の量がかなり節約され得ることを意味する。
この発明の成長促進剤により、pH感受性消化酵素は胃
またはこぶ胃における不活化から保護され、さらに腸
管、特に十二指腸での作用に関して有効に利用され得
る。成長促進剤が単胃動物の腸のアルカリ性領域に達す
ると、外部コーティングが溶けるか、または脂肪酸ウイ
ンドーが消化される。次いで、腸液は水溶性コーティン
グを通過し、それを分解させ得る。その結果剥き出しに
なったコアを膨張させ、消化酵素を放出させる。
こぶ胃動物において、高分子量ポリマー、例えば脂肪
酸ウインドー、好ましくはC12~24を有するブチルメタ
クリレートを用いることにより、成長促進剤はこぶ胃お
よび胃を通過することができる。腸領域、特に十二指腸
において、脂肪酸ウインドーがリパーゼによって消化さ
れることにより、水溶性コーティングは分解され、コア
は剥き出しになり、その結果コアは膨張し、消化酵素は
放出される。この点において注意すべきことは、この発
明の実施方法に従い達成され得る微粒の粒子サイズが小
さいため、微粒のこぶ胃通過が容易になることである。
この発明のさらに別の態様によると、前述の成長促進
剤の有効量を投与することによる動物の成長増進方法が
提供される。
上記方法に従い処置された動物は、体重増加の向上お
よび飼料利用状況の改善を示す。
この発明により処置され得る動物には、ブタ、ヒツ
ジ、ヤギ、ウマ、ニワトリ、アヒルおよび他の家畜が含
まれる。
この発明の成長促進剤は動物に経口投与され得る。
この発明の別の態様によると、前述の動物成長促進剤
を医薬的または獣医学的に許容し得る担体または賦形剤
と共に含有する動物の成長増進用組成物が提供される。
例えば、成長促進剤は、水、カオリン、タルク、炭酸カ
ルシウム、ラクトース、塩化ナトリウム、硫酸銅、硫酸
亜鉛、硫酸鉄、硫酸マンガン、ヨウ化カリウム、硫黄、
塩化カリウム、セレニウム並びに/またはビタミン類、
例えばビオチン、コリン、塩化物、ニコチンアミド、葉
酸およびビタミンA、D3、E、K、B1、B2、B6およびB
12と共に投与され得る。
この発明のさらに別の態様によると、前述の成長促進
剤および適当な動物飼料原料を含有する動物の成長促進
用食物組成物が提供される。
適当な動物飼料原料の例としては、メイズ、小麦、シ
ャープス(ミドリング)、大豆ミール(粉餌)、フィッ
シュミール、グラスミール、脱脂乳、燐酸三カルシウ
ム、麦芽、コーン、イネ、マイロ、ホエー、アルファル
ファミール等のうちの1種またはそれ以上が含まれる。
成長促進剤に混入される酵素(複数も可)の様々な量
(w/w)は厳密ではない。成長促進剤に混入されるべき
酵素の最適量は、大した実験を行わずに容易に決定され
得る。
好ましくは、この発明の実施方法によると、成長促進
剤1キログラム当たり、 プロテアーゼ:2×103〜2×107ビタファーム・プロテア
ーゼ単位 アミラーゼ :1×104〜4.3×108ビタファーム・アミラ
ーゼ単位 リパーゼ :0.5〜5×103ビタファーム・リパーゼ単
位 セルラーゼ :2×102〜2×106ビタファーム・セルラー
ゼ単位 が含まれる。
さらに好ましくは、この発明の成長促進剤1kg当た
り、 プロテアーゼ:2×105プロテアーゼ単位 アミラーゼ :4.3×106アミラーゼ単位 リパーゼ :5×101リパーゼ単位 セルラーゼ :2×104セルラーゼ単位 が含まれる。
上記酵素は各々フード・ケミカル・インデックス111
版に記載された通り食品用である。
上記酵素単位はビタファーム標準単位であり、実施例
3記載の方法に従い計算される。
この発明のさらに別の態様によると、下記段階、すなわ
ち (a)(i)蛋白質消化酵素、 (ii)脂肪消化酵素、 (iii)繊維消化酵素、 (iv)炭水化物消化酵素 から成る群から選ばれる1種またはそれ以上の酵素をコ
ア内に固定し、 (b)固定された酵素を微粒状に造粒し、 (c)上記微粒を水溶性機械的バリアによりカプセル封
入し、そして (d)アルカリ可溶性酸不溶性ポリマー、またはその構
造が脂肪酸の隙間およびウインドーにより中断されてい
る高分子量ポリマーにより段階(c)の微粒をコーティ
ングする 段階で構成される動物成長促進剤の製造方法が提供され
る。
好ましくはこれらの微粒は、段階(c)の水溶性機械
的バリアおよび段階(d)のコーティングによりスプレ
ー・コーティングされている。
好ましくは、コア内における固定は、酵素がゲル様材
料内に固定されていることを指す。
この発明の動物成長促進剤は、動物の体重を増加さ
せ、飼料利用状況を改善する。さらに、この動物成長促
進剤は屠体の背部脂肪を減少させる。この結果商業上望
ましい赤身肉が得られる。
以下、非限定的実施例によりこの発明をさらに詳しく
説明する。
実施例1 動物成長促進剤の製造方法 (a)2%‐5%w/vのk−カラゲーニンを65℃の温度
で精製水と混合し、カラゲーニンを溶解させる。次いで
この溶液を50℃に冷却する。
(b)1%w/vの等酵素活性(等酵素活性は、その等重
量の特定基質を消化し得る酵素の量として定義される)
のアミラーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼおよびリパー
ゼを等張性燐酸緩衝液(40%0.067モルNaH2PO4+60%の
0.67モルNa2HPO4)にpH6および50℃で溶かす。この溶液
を溶液(a)に加え、15分間500rpmでホモジナイズす
る。次いで2-5%w/vのイオン化カルシウム(水中)をこ
の溶液に加え、生成した溶液をさらに1時間50rpmでホ
モジナイズし、次いで20℃に冷却することにより、ゲル
および水相が形成される。
(c)生成したゲルおよび水相を5℃に冷却し、傾しゃ
し、ろ過し、凍結乾燥する。凍結乾燥材料を粉砕する
と、25-100ミクロンのか粒サイズが得られる。次いでか
粒を硬化剤、例えば2.5%w/wグルタルアルデヒドまたは
ホルムアルデヒドにより洗浄する。
別法として、段階(b)のゲル相を押し出し、3kP/cm
2で50μmサイズの孔より噴霧し、2.5%w/wグルタルア
ルデヒドまたはホルマリン溶液中に1-5メートル滴下す
ることによりか粒が形成される。
(d)次いでか粒をろ過し、軟化剤、例えばグリセリン
で洗浄する。フィルム軟化剤であれば全て使用され得
る。
(e)生成したか粒をろ過し、流動化し、40℃で加熱乾
燥する。
(f)前記段階のか粒を、40℃で1-2%w/vのゼラチン
(水溶液中)によりスプレー・コーティングする。
(g)次いで酸耐性、アルカリ可溶性コーティングをか
粒上にスプレー・コーティングして最終重量を120%w/w
とする。このコーティングは、6%w/w酢酸セルロース
フタレート、30%w/wイソプロパノール、0.5%w/wひま
し油およびアセトン(適量加えて100%w/wとする)を含
む。
(h)段階(g)の別法として、その構造が脂肪酸の隙
間またはウインドーにより中断されている高分子量ポリ
マーをか粒上にスプレー・コーティングして最終重量を
105%w/wとする。このコーティングは、3%ブチルメタ
クリレート、0.15%ジブチルフタレート、0.05%ステア
リン酸および酢酸エチル(適量加えて100%w/wとする)
を含む。
段階(a)において、k−カラゲーニンの代わりに、
ゲル形成剤、例えばアルギニン酸、ゼラチンまたはセル
ロースおよびその誘導体が使用され得る。
段階(b)において、カルシウムは、他のアルカリ金
属イオン、例えばK、Rb2+、Cs+またはアルカリ金属イ
オン、例えばMg2+、Sr2+または2価もしくは3価金属イ
オン、例えばAl3+、Mn2+、Ba2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Pb
2+等またはNH4 +イオンまたは脂肪族アミンもしくは芳香
族ジアミン、例えばトリエチルアミン、メチレンジアミ
ン、エチルアミン、ヘキサメチレンジアミン等と置き換
えられ得る。
実施例2 ブタにおける成長促進 「成長段階」(生体重22-50キログラム)および「成
長完了段階」(生体重50-80キログラム)のブタに、様
々な量の実施例1による本発明成長促進剤を与える。成
長促進剤1キログラム当たり、2×105プロテアーゼ単
位、4.3×106アミラーゼ単位、5×101リパーゼ単位お
よび2×104セルラーゼ単位が含まれる。成長促進剤を
小麦、大麦、スイート・ルピナスの種子およびミートミ
ールの標準的飼料原料に加えた。この飼料原料は、1キ
ログラム当たり13.4MJの消化性エネルギー、推奨された
レベルのミネラルおよびビタミンと一緒に0.95%のリジ
ン、0.54%のメチオニンおよび0.56%のトレオニンを含
む18.3%の粗蛋白質を含んでいた。
調査された6種の食餌療法処置では、成長促進剤を飼
料1トン当たり0-1.0、2.0、4.0、8.0および16キログラ
ムの割合で加えた。各処置を、各々成長段階(22-50キ
ログラム)および成長完了段階(50-80キログラム)中
における充分な食欲の84%および87%に達する3倍維持
レベルに飼育された成長中のブタに割り当てた。
この実験の結果を第1表に示す。
第1表に示した結果から、この発明の成長促進剤によ
り試験動物の成長および飼料変換が共に改善されること
は明らかである。成長段階におけるブタの生体重増加
は、成長完了段階におけるブタの場合ほど顕著ではな
い。成長完了段階では、成長促進剤を与えられなかった
ブタは、1日当たり732gという軽度の重量増加を示し
た。1トン当たり2キログラムの成長促進剤を与えられ
たブタは、1日当たり812gの生体重増加を示した。この
ことは、この処置の効果を強調している。
対照動物および成長促進剤を与えられた動物間に屠体
率の顕著な差異は無いが、成長促進剤のレベルが増加す
ると、屠体の背部脂肪(標準カリパスを用いて測定)は
減少すると思われる。
実施例3 酵素活性に関するビタファーム標準単位の測定。
A.プロテアーゼ単位 30分の比色ヘモグロビン検定法において0.0447ミリグ
ラムの非蛋白質窒素を遊離させる酵素の量を、1ビタフ
ァーム・プロテアーゼ単位として定義する。この検定法
は、変性ヘモグロビンを用いてpH4.7、40℃で行なわれ
る。
検定法: 試薬: 1.ヘモグロビン 2.粉末状軽石 3.ヘモグロビン基質 16.0グラムのディフコ・ブランド・バクト・ヘモグロ
ビン(湿気を含まない主成分)を秤量して1リットル・
ビーカーに入れる。3さじの粉末状軽石を加え、乾燥成
分を充分混合する。連続攪はんしながら、約400mlの蒸
留水および1または2滴のダウ−コーニング・アンティ
フォームを加える。ヘモグロビン溶液中にpH電極を浸
し、連続して攪はんしながら2N水酸化ナトリウムにより
pHを10.0に調節する。溶液の体積を500mlに調節する。
溶液を15分間3000rpmでの遠心分離にかけ、基質の上清
を取っておく。
4.ストック酢酸ナトリウム緩衝液、2モル 164グラムの無水酢酸ナトリウムを約700mlの蒸留水に
溶かす。標準pH計を用い、緩衝液がpH4.70±0.05になる
まで氷酢酸を加える。溶液の体積を蒸留水により1リッ
トルに調節する。
5.酢酸ナトリウム緩衝液、0.2モル 50mlのストック酢酸ナトリウム緩衝液をピペットで50
0mlの容積測定フラスコに移し、蒸留水でその体積に希
釈する。
6.トリクロロ酢酸(TCA)、蒸留水中70% 7.水酸化ナトリウム、2N 8.水酸化ナトリウム0.5N 9.フォリン試薬 1容積のフォリン−シオカルトー・フェノール試薬を
2容積の蒸留水で希釈する。希釈フェノール試薬は1週
間安定している。
手順: 1.25mlのヘモグロビン基質および25mlの0.2モル酢酸
ナトリウム緩衝液をピペットで150mlビーカーに移し入
れる。標準pH計により基質緩衝液のpHを測定する。基質
がpH4.70±0.05でない場合、25mlのヘモグロビン基質お
よび25mlの0.2モル酢酸ナトリウム緩衝液のpHが4.70±
0.05となるように、0.2モル酢酸ナトリウム緩衝液のpH
を調節しなければならない。
2.25mlのヘモグロビン基質および25mlの0.2モル酢酸
ナトリウム緩衝液をピペットで125mlエルレンマイヤー
・フラスコに移し入れる。40±0.1℃水浴中で15分間フ
ラスコを平衡状態におく。
3.0時点で、5mlの適当な酵素希釈液を平衡基質中にピ
ペットで迅速に移し入れる。ストップウォッチを0時点
で始動させる。
4.正確に30分後、5mlのTCAを各フラスコに加える。安
全のため、ビュレットまたはピペット装置を用いる。各
フラスコを激しく渦状にする。
5.25mlのヘモグロビン基質、25mlの酢酸ナトリウム緩
衝液、5mlの蒸留水および5mlのTCA溶液を含むブランク
を調製する。
6.フラスコを30分間室温で放置することにより、蛋白
質を完全に凝固させる。各溶液をワットマン・ナンバー
42ろ紙によりろ過する。ろ液の初めの半分を同じろ紙に
より再ろ過することが望ましい。ろ液は絶対的に透明で
なくてはならない。
7.1mlの各ろ液、4mlの0.5N水酸化ナトリウムおよび1m
lの希釈フェノール試薬をピペットで試験管に移し、よ
く混ぜる。
8.10分後、および20分以内にブランクに対して660nm
での各ろ液の吸光度を測定する。
計算法: 1ヘモグロビン単位(HU)は、検定条件下で67.08mg
(53/2×6=67.08)の非蛋白質窒素を遊離させる酵素
の量である。
F=フェノール試薬による顕色およびプロテアーゼ加
水分解間の固定関係。この説明については標準化方法を
参照。
W=5mlアリコートにおける消化のため加えられた酵
素のmg。
標準化方法: プロテアーゼが相異すると、開裂されるペプチド結合
も相異する。フェノール試薬による顕色および加水分解
の程度の間には普遍的な関係は存在しない。しかしなが
ら、各タイプのプロテアーゼについては固定関係が存在
する。固定関係、すなわちF係数は、ヘモグロビン基質
と既知ヘモグロビン活性試料とのインキュベーションに
より測定され得る。インキュベーションの後、ケルダー
ル窒素測定が行なわれる。
試薬: 1.ホウ酸溶液、2% 2.硫酸カリウム 3.濃硫酸 4.フェノールフタレイン溶液(1%、95%エタノール
中) 5.窒素測定用ヘンガーか粒 6.メチルパープル指示薬 酵素調製: 最終希釈液の5mlアリコートが10-12のΔN1.5を示す
ように、既知ヘモグロビン活性試料により酵素溶液を調
製する。酵素希釈物の概算に役立つ計算法を適用する。
ケルダール手順: 1.比色方法における上記段階1-6により検定を行う。デ
ュプリケイトのブランクおよびトリプリケイトの酵素消
化物を実験に付す。
2.4.0gの硫酸カリウムおよび1個のセレン化か粒を含む
100mlのケルダール・フラスコにピペットを用いて10ml
のブランクろ液を移し入れる。4mlのろ液を用いて同様
に各酵素消化試料についてフラスコを準備する。
3.4mlの濃硫酸をピペットで各フラスコに移し入れ、透
明になった後30分間消化させる。加熱を止め、フラスコ
を冷却する。40mlの蒸留水および1滴のフェノールフタ
レイン溶液を加える。フラスコを10〜30分間氷浴中に置
く。
4.一連の蒸留の直前に2%ホウ酸溶液のpHをチェックす
る。ホウ酸溶液のpHは4.3〜4.7であるべきである。蒸留
冷却器の配管を適当に配置し、150mlビーカーに入れら
れた40mlのホウ酸溶液中に浸らせる。
5.7.0gの水酸化ナトリウムを冷却したケルダール・フラ
スコに加える。混合せず、直ちにフラスコをゴム・スリ
ーブにより蒸留装置に連結する。激しく混合する。30分
間蒸留し、ホウ酸のビーカーを下げ、1分間蒸留を続け
る。突沸が起きた場合、蒸留が完了した場合と同様に直
ちに続行する。ホウ酸溶液への配管を蒸留水でリンスす
る。フラスコの下からフレームを除去する。
6.2滴のメチルパープルを指示薬を加え、0.02N塩酸によ
り滴定して各留出液のpHを4.5にする。ブランクおよび
酵素消化物に関して平均力価を測定する。HU/g計算法の
平均力価を使用する。
計算法: プロテアーゼ加水分解によるろ液10ml中の窒素のmgを
下記要領で計算する。
mg.窒素(ΔN)=(試料力価×10/4−ブランク力価) (0.02N)(14) mg.窒素(ΔN)=(試料力価×2.5−ブランク力価) (0.28) 10/4 =4ml試料ろ液の10mlベースへの換算 0.02N=塩酸の規定度 14 =窒素の分子量 ΔN量を1.5乗、すなわちΔN3/2とする。ΔN3/2対mg.
酵素をプロットすると、直線が得られる。この直線プロ
ットから、正確に5mgのNを遊離させるのに必要な酵素
の重量を測定する。
(ΔN)1.5=真数(1.5×logΔN) 1グラム当たりのヘモグロビン単位(HU/g)を下記の要
領で計算する。
(ΔN)1.5=10mlのろ液において遊離した5mgの窒素 1000=1mg酵素の1g酵素への換算 60/10=10mlアリコートの総容積ベース60mlへの換算 E=5mgのNを与える酵素のmg 下記の要領で基型プロテアーゼに関するF係数を計算す
る。
ΔA=660mμでの酵素消化ろ液の吸光度 HU/g=ケルダール標準化方法により測定されたプロテア
ーゼ1g当たりのヘモグロビン単位 1ビタファーム・プロテアーゼ単位(1VPPV)=1HU。
B.アミラーゼ単位 下記のビタファーム・アミラーゼ検定条件下において
30分で1mgの還元糖をマルトースとして遊離させる活性
量を1ビタファーム・アミラーゼ単位として定義する。
検定法: 試薬: 澱粉基質4%w/v可溶性澱粉溶液 20.00g(湿気を含まない主成分)の可溶性澱粉(ヨー
ド滴定に適した、メルク・リエイジェント・ソルブル・
スターチ、メルク・アンド・カンパニー、ラーウェイ、
ニュージャージー)を75mlの蒸留水でスラリーにする。
振り混ぜながらスラリーを300mlの沸騰蒸留水に加え
る。澱粉溶液を再び沸騰させ、3分間穏やかに煮沸す
る。熱源から離し、500mlのパイレックス容積測定フラ
スコに定量的に移す。水道水下室温に冷却し、容積を補
う。
澱粉指示薬溶液: 150gの分析用塩化ナトリウム(NaCl)を480mlの蒸留
水に溶かし、熱して沸騰させる。電動スターラーにより
激しく攪はんする。5.7g(約5.0gの乾燥重量)の可溶性
澱粉および20mlの水から成る均一な懸濁液をゆっくりと
加える。少なくとも5分間沸騰させ、冷却する。
炭酸ナトリウム溶液、10.6% 炭酸ナトリウム溶液、1.06% ストック・ヨウ素溶液、0.1N 12.7gのヨウ素(I2)および48gのヨウ化カリウム(K
I)を約900mlの蒸留水に溶かす。1リットルの容積測定
フラスコに定量的に移し、蒸留水により容積を補う。
ヨウ素溶液、0.02N 硫酸、0.5N チオ硫酸ナトリウム、0.005N 酵素溶液 酵素溶液は、インキュベーション期間中1mlで約20%
の理論上のマルトースを生成させる濃度を有するべきで
ある。アミラーゼは希釈溶液中では不安定である。従っ
て、使用直前に適当な酵素溶液を調製すべきである。不
活性の危険があるため40℃で酵素溶液を平衡状態にして
はならない。
手順: 1.25mlの4%澱粉基質をピペットで50mlの容積測定フラ
スコに移し入れる。5mlの適当な緩衝液および18mlの水
を加える。フラスコを15分間40℃±0.5℃の水浴中で平
衡状態にする。
2.0時点で、1mlの適当な酵素溶液を平衡状態の澱粉混合
物にピペットで迅速に移し入れる。容積を(蒸留水を補
って)埋め合わせ、転置混合する。基質ブランクについ
ては、酵素溶液の代わりに1mlの蒸留水を加える。
3.各反応フラスコを正確に30分インキュベーションした
後、ピペットで10.6%炭酸ナトリウム1mlを含む10mlの
容積測定フラスコに5mlの澱粉消化物を移し入れる。蒸
留水により容積を補い、転置混合する。
4.以下の要領で消化物の還元値を測定する。すなわち、
炭酸ナトリウム酵素消化物の2mlアリコートを50mlのガ
ラス・ストッパー・フラスコにピペットで移し入れる。
測定は全て2回反復する。3mlの0.02Nヨウ素溶液をガラ
スフラスコにピペットで移し入れ、3mlの蒸留水により
フラスコの側面をリンスする。ヨウ素混合物を20℃±0.
5℃の水浴中で30分間平衡状態にする。1mlの0.5N硫酸を
加え、0.005Nの標準化チオ硫酸ナトリウムにより滴定す
る。溶液が淡黄色になると、3滴の澱粉溶液指示薬を加
える。澱粉−ヨウ素複合体が消失するまで滴定を続け
る。
5.ヨウ素ブランクについては、3mlの0.02Nヨウ素溶液、
2mlの1.06%炭酸ナトリウムおよび3mlの水を滴定する。
計算法: 以下の要領で消化物の還元値を計算する。
1.ヨウ素ブランク力価から澱粉溶液力価を減ずることに
より、澱粉ブランクを計算する。
2.下式を用いてmg.マルトースを計算する。
mg.マルトース=(I2ブランク−澱粉ブランク−Ma2S2O2
力価)×50×0.855 滴定試料の還元値は、ヨウ素ブランクから澱粉ブランク
を減じ、さらに消化物のチオ硫酸ナトリウム力価を減
じ、0.855倍した値に等しい。1mlの0.005Nチオ硫酸ナト
リウムは0.885mgのマルトースに相当する。滴定試料は
元の消化物1mlに等しい。滴定試料の還元値を50倍する
と、1gの澱粉から得られたマルトースとして計算された
還元糖の実際のmgが得られる。
3.第2表に記した補正係数を用いて加水分解値を20%加
水分解に補正する。下記等式を用いてアミラーゼ効力を
計算する。
C.リパーゼ単位 下記ビタファーム・アミラーゼ検定法を用いて2時間
で1ミリ当量の脂肪酸を遊離させる活性単位として1ビ
タファーム・リパーゼ単位を定義する。
検定法: 試薬: 1.緩衝液、0.1モル燐酸、pH7.3 2.780gのNaH2PO4・H2Oを水に溶かし、100mlに希釈す
る。2.839gの無水Na2HPO4を水に溶かし、100mlに希釈す
る。23.0mlのNaH2PO4溶液および77.0mlのNa2HPO4溶液を
測定して200mlの容積測定フラスコに入れ、蒸留水によ
り容積を補う。
2.基質、オリーブ油エマルジョン 低速で(25〜30でのパワースタット装置の使用によ
る)作動しているウォリング・ブレンダー中93mlの0.1
モル燐酸緩衝液に200mgの安息香酸ナトリウムおよび7.0
gのUSPアラビアゴムをゆっくりと加える。これらの試薬
が完全に溶けると、ゆっくりと93mlのUSPオリーブ油を
加える。油を全て加えた後、この速度で3分間、次いで
高速で5分間混合する。
3.緩衝基質 タラ式100ml容積測定フラスコ中に、54.40gのオリー
ブ油エマルジョンを加え、0.1モル燐酸緩衝溶液により
容積を補う。この緩衝基質は7.3のpHを有するべきであ
る。
4.エチルアルコール、95% 5.チモールフタレイン、95%エチルアルコール中1%
(w/v) 6.水酸化ナトリウム、0.05N 手順: 1.5.0mlアリコートの緩衝基質をピペットで50mlエルレ
ンマイヤー・フラスコに移し入れる。各検定試料に対し
て1フラスコが必要とされる。これらを特殊ホールディ
ング・クランプに取り付け、37℃水浴中に設置する。
2.適当な酵素希釈液を調製する。試料の希釈は調製物の
リパーゼ活性により異なる。
3.基質を含む1つのフラスコに5.0mlの蒸留水を加え
る。これは酵素ブランクを構成する。次いで5.0mlの各
酵素試料を他の基質フラスコに加える。充分混合し、37
℃で正確に2時間インキュベーションする。フラスコを
時折渦状にする。
4.3.0mlのエチルアルコールをフラスコに加えることに
より反応を止め、4滴のチモールフタレインを加え、徹
底的に混合する。
5.0.05NのNaOHにより各フラスコを淡青色終点に達する
まで滴定する。ブランクを滴定し、次いで試料をそれと
合わせるのが好ましい。酵素作用を測定するため、試料
滴定量からブランク滴定量を減ずる。
計算法: 様々なレベルの酵素による基質の加水分解程度は直線
状ではない。良好な再現性を得るためには、0.05NのNaO
H4mlの滴定量差(試料力価−ブランク力価)を得るのに
必要な酵素の量が、酵素の正確な量である。この酵素量
の測定に使用され得る2つの方法が存在する。
(A)3試料方法 酵素調製物の3試料を正確に上記手順に従い試験す
る。試料の重量は、第1試料では大体4.0ml未満、第2
試料では大体4.0mlより大および第3試料では大体4mlに
等しい滴定量差が得られるように選択される。グラフ用
紙の座標を調整後、滴定量差に対する酵素のmgをプロッ
トし、点と点の間に直線を引く。このプロットから正確
に4.0mlの滴定量差に対する酵素のmgを読み取り、この
値を用いて下式からリパーゼ単位を計算する。
(B)標準曲線方法 標準試料として既に正確に測定された活性を有する調
製物を用いることにより、数種の試料重量の標準試料を
用いて上記方法に正確に従い検定を実施する。標準試料
のmgに対して得られた滴定量差をプロットし、点を結ん
で滑らかな曲線を描く。この標準曲線を確立した後、未
知試料のリパーゼ活性を測定するために、この方法に従
い好都合な試料重量による検定を実施する。この標準曲
線から未知検定試料と同じ滴定量差を与える標準試料の
重量を測定し、下記関係式によりリパーゼ単位を計算す
る。
D.セルラーゼ単位 検定条件下規定のカルボキシメチルセルロース基質に
おいて5分で1の相対液性変化を生じさせる活性の単位
として1ビタファーム・セルラーゼ単位を定義する。こ
の検定は、pH4.5および40℃における規定のカルボキシ
メチルセルロース基質の内部ベータ−1,4−グルコシド
結合の酵素加水分解に基づくものである。
試薬および溶液: 1.酢酸溶液、2N 2.酢酸ナトリウム溶液、2N 3.酢酸溶液、0.4N 4.酢酸ナトリウム溶液、0.4N 5.酢酸緩衝液(pH4.5) 標準化pH計を用いて、pHが4.5±0.05になるまで連続
して振り混ぜながら酢酸ナトリウム溶液(0.4N)を400m
lの酢酸溶液(0.4N)に加える。
6.カルボキシメチルセルロースナトリウム CMCタイプ7HP(ヘラクレス、910マーケット・ストリ
ート、ウィルミントン、デラウェア19899)という名称
のカルボキシメチルセルロースナトリウムを用いる。
7.カルボキシメチルセルロースナトリウム基質、0.2%w
/v 200mlの蒸留水をウォリング・ブレンダーのボウルに
移し入れる。ブレンダーを低速で作動させながら、液体
が一切飛び散らないように注意して1.0g(湿気を含まな
い主成分)のCMC 7HPをボウル中にゆっくりと分散させ
る。ゴム製ポリスマンを用いてガラス・ボウルの側面を
蒸留水で洗浄する。ボウル上にトップを置き、1分間高
速で混合する。定量的に500ml容積測定フラスコに移し
入れ、蒸留水で希釈して容積を埋め合わせる。使用前に
基質をガーゼによりろ過する。
酵素調製物 検定条件下で1mlの最終希釈液が5分で0.18ないし0.2
2間の相対液性変化を生じるように酵素溶液を調製す
る。酵素を秤量し、ガラスすり鉢に定量的に移す。蒸留
水を用いて磨砕し、適当な容積測定フラスコに定量的に
移す。蒸留水で希釈して容積を補い、使用前にワットマ
ン・ナンバー1ろ紙により酵素溶液をろ過する。
検定方法 1.目盛りを定めた粘度計を厳密に垂直な位置で40°±0.
1℃水浴中に置く。細部にわたり清潔な粘度計のみを使
用する。大量の洗浄剤溶液、次いで蒸留水を粘度計全体
に通すことにより容易に清浄できる。これは、粘度計の
狭いアームに連結したゴム管の付いた吸引装置を用いる
ことにより行なわれ得る。
2.20mlのろ過されたCMC 7HP基質および4mlの酢酸緩衝液
(pH4.5)を50mlのエルレンマイヤー・フラスコ中にピ
ペットで移し入れる。各酵素試料につき少なくとも2つ
のフラスコおよび基質ブランクにつき1つのフラスコを
割り当てる。フラスコに栓をし、15分間水浴中でそれら
を平衡状態におく。
3.0時点で、1mlの酵素溶液を平衡基質中にピペットで移
し入れる。ストップウォッチのナンバー1を始動させ、
溶液を徹底的に混合する。直ちに10mlの反応混合物を粘
度計の広いアーム中にピペットで移し入れる。
4.約2分後、粘度計の狭いアームと連結したゴム管の付
いた吸引装置を適用し、上部マークの上の反応混合物を
駆動流体ヘッドに引き込む。反応混合物が上部マークを
通り過ぎて自由に流れ落ちるのを静観することにより、
流出時間を測定する。反応混合物のメニスカスが上部マ
ークを通り過ぎると、ストップウォッチのナンバー2を
始動させる。同時にストップウォッチのナンバー1によ
る反応時間(分)(Tr)を記録する。反応混合物のメニ
スカスが下部マークを通り過ぎると、ストップウォッチ
のナンバー2による時間(秒)(Tt)を記録する。
5.直ちに上部マークの上の反応混合物を駆動流体ヘッド
に再び引き込む。反応混合物のメニスカスが自由な状態
で上部マークを通り過ぎると、再びストップウォッチの
ナンバー2を始動させる。同時にストップウォッチのナ
ンバー1による反応時間(分)(Tr)を記録する。反応
混合物のメニスカスが下部マークを通り過ぎると、スト
ップウォッチのナンバー2による時間(秒)(Tt)を記
録する。
6.15分以内の反応時間(Tr)にわたって4つの測定値の
合計が得られるまで工程5を反復する。
7.ピペットで1mlの蒸留水を24mlの緩衝基質中に移し入
れることにより基質ブランクを調製する。10mlの反応混
合物を粘度計の広いアームにピペットで移し入れる。メ
ニスカスが2つのマークの間を下がるのに必要な時間
(秒)(Ts)を測定する。(Ts)については5つの測定
値の平均を用いる。
8.10mlの平衡蒸留水を粘度計の広いアームにピペットを
移し入れることにより水ブランクを調製する。メニスカ
スが2つのマークの間を下げるのに必要な時間(秒)
(Tw)を測定する。(Tw)については5つの測定値の平
均を用いる。
計算法: 1セルラーゼ単位(CU)とは、検定条件下で規定のカ
ルボキシメチルセルロース基質において5分で1の相対
液性変化を生じさせる活性の単位である。
4つの流出時間(Tt)および反応時間(Tr)の各々に
ついて相対液性(Fr)および(TM)値を下記の要領で計
算する。
Fr=(Ts−Tw)(Tt−Tw) Tm=1/2(Tt/60秒/分)+Tr=(T2/120)+Tr 式中、 Fr=各反応時間における相対液性 Ts=基質ブランクに関する平均流出時間(秒) Tw=水ブランクに関する平均流出時間(秒) Tt=反応混合物の流出時間(秒) Tr=0時点からの経過時間(分)、すなわち、流出時間
(Tt)の測定開始時までの緩衝基質に酵素溶液を加えて
いた時間 TM=反応時間(分)(Tr)に、分に換算した流出時間
(Tt)の2分の1を加えた時間。
横軸としての4つの反応時間(TN)に対して縦軸とし
ての4つの相対液性(Fr)をプロットする。直線が得ら
れる筈である。この線の勾配は1分当たりの相対液性変
化に対応し、酵素濃度に比例している。一連の実験点を
通る最良の線の勾配は、単一相対液性値の場合よりも優
れた酵素活性基準である。このグラフから10および5分
におけるFr値を測定する。それらは、0.22以内で0.18以
上の液性差を有するべきである。下記の要領で未知の酵
素活性を計算する。
式中、 Fr5=反応時間5分における相対液性 Fr10=反応時間10分における相対液性 1000=1グラムに対するミリグラム数 W=1mlアリコートの酵素溶液において反応混合物に加
えられた酵素の重量(ミリグラム)。

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(i)蛋白質消化酵素 (ii)炭水化物消化酵素 (iii)脂肪消化酵素、および (iv)繊維消化酵素 から選ばれる少なくとも1種の固定化された酸素をコア
    とし、このコアを水溶性フィルム内に封入し、これにア
    ルカリ可溶性酸不溶性ポリマー、またはその構造が腸液
    により可溶化され得る脂肪酸もしくは他の材料のウイン
    ドーにより置換されているか、もしくはそれらを含んで
    いる高分子量ポリマーを含む腸溶性被覆を施した微粒子
    から成る成長促進剤。
  2. 【請求項2】コアがゲル様マトリックス内に固定化され
    た酵素である、請求項1記載の成長促進剤。
  3. 【請求項3】ゲル様マトリックスがk−カラゲーニン、
    ゼラチン、アルギネート、セルロースもしくはその誘導
    体またはゲル形成合成ポリマーを構成分としている、請
    求項2記載の成長促進剤。
  4. 【請求項4】微粒子が25ないし500μmのサイズを有し
    ている、請求項1〜3のいずれか1項記載の成長促進
    剤。
  5. 【請求項5】微粒子が50ないし350μmのサイズを有し
    ている、請求項4記載の成長促進剤。
  6. 【請求項6】水溶性フィルムがゼラチンである、請求項
    1記載の成長促進剤。
  7. 【請求項7】腸溶性被覆がC12~24脂肪酸を含むもので
    ある、請求項1記載の成長促進剤。
  8. 【請求項8】腸溶性被覆がセルロースアセテートフタレ
    ートを含むものである、請求項1記載の成長促進剤。
  9. 【請求項9】腸溶性被覆がブチルメタクリレートを含む
    ものである、請求項1記載の成長促進剤。
  10. 【請求項10】成長促進剤1キログラム当たり、 2×103〜2×107プロテアーゼ単位 4.1×104〜4.3×108アミラーゼ単位 0.5〜5×103リパーゼ単位 2×102〜2×106セルラーゼ単位 を含有する、請求項1〜9のいずれか1項記載の成長促
    進剤。
  11. 【請求項11】医薬的または獣医学的に許容し得る担体
    または賦形剤と組み合わせた、請求項1〜10のいずれか
    1項記載の成長促進剤。
  12. 【請求項12】動物飼料に混入して用いる、請求項1〜
    10のいずれか1項記載の成長促進剤。
  13. 【請求項13】動物飼料に混入して用いる、請求項11記
    載の成長促進組成物。
  14. 【請求項14】(a)コア内に (i)蛋白質消化酵素、 (ii)脂肪消化酵素、 (iii)繊維消化酵素、 (iv)炭水化物消化酵素 から選ばれる少なくとも1種の酵素を固定化する工程、 (b)この固定化された酵素を微粒状にする工程、 (c)この微粒状の固定化された酵素を水溶性機械的バ
    リアに封入する工程、 (d)この封入微粒子にアルカリ可溶性酸不溶性ポリマ
    ー、またはその構造が腸液により可溶化され得る脂肪酸
    もしくは他の材料のウインドーにより置換されている
    か、もしくはそれらを含んでいる高分子量ポリマーを含
    む腸溶性被覆を施す工程 を含むことを特徴とする、成長促進剤の製造方法。
  15. 【請求項15】酵素がゲル様材料内に固定される、請求
    項14記載の方法。
  16. 【請求項16】工程(c)および工程(d)がスプレー
    ・コーティングにより行われる、請求項14記載の方法。
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