JP3846782B2

JP3846782B2 - 飼料蛋白質のバイパス率向上処理方法及び高バイパス性蛋白質含有飼料

Info

Publication number: JP3846782B2
Application number: JP2002045374A
Authority: JP
Inventors: 慎純安藤; 良治園; 行植 ▲高▼
Original assignee: 辻製油株式会社
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2003235469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
近年、高泌乳牛の飼料に関して、反芻動物の第１胃で起こるルーメン微生物による蛋白質の分解をできるだけ妨げ、第４胃または小腸での消化及び吸収を高めることにより、乳生産量及び乳成分の向上を図る傾向が見られる。本発明は飼料素材中の蛋白質のルーメンによる非分解率を高める飼料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反芻動物が飼料中の蛋白質を利用する際、飼料中の蛋白質を４つのグループに分けてそれぞれが別々の役割を担っているという新しい概念が注目されてきている。すなわち、反芻動物が摂取する飼料中に含まれる蛋白質は、第１胃でルーメンにより速やかに分解される溶解性蛋白質（ＳＩＰ）、徐々に分解される分解性蛋白質（ＤＩＰ）、第１胃でルーメンによって分解されずに第４胃や小腸で消化吸収され体内で利用されるか又は乳中に蛋白成分が移行する非分解性蛋白質（ＵＩＰ）、体内でまったく利用されず糞として排出される結合性蛋白質（ＡＤＩＰ）に分類される。なお、溶解性蛋白質はＣＰｓと、分解性蛋白質はＣＰｄと、非分解性蛋白質はＣＰｕと、結合性蛋白質はＣＰｂもしくはＡＤＦ−Ｐと、称されることもある。
【０００３】
ルーメンによって分解されずに第４胃及び小腸に移行する蛋白質をバイパス性蛋白質とも呼び、飼料中の粗蛋白質（ＣＰ）におけるバイパス性蛋白質の割合をバイパス率と呼ぶ。高泌乳牛用飼料中の蛋白質において高バイパス率を持つことは、乳生産量や乳蛋白質の向上を期待する意味でも重要な要素となっている。
【０００４】
近年、家畜飼料の蛋白源においては、高バイパス性蛋白質源としてこれまで使用されてきたミート・ミール（肉粉）やミート・ボーン・ミール（肉骨粉）さらに魚粉などの動物性蛋白質に加えて、植物由来の蛋白質源が注目されている。しかし汎用の飼料用素材として用いられる植物性のものはバイパス性蛋白質の含量が低く、粗蛋白質中５０％以下のものがほとんどである。そのため、飼料素材を様々な処理方法により蛋白質のルーメンによる非分解率を高め、第４胃または小腸での消化および吸収に優れたバイパス性蛋白質を持つ飼料の製造方法が考えられてきた。
【０００５】
バイパス率の向上を目的とした処理方法は、これまでに加熱による方法、加熱に加えて圧力をかける方法、または加熱に加え化学処理を行う方法などが行われている。
例えば、米国特許５，２２５，２３０号では、大豆を約２３５〜３５０Ｆ（１１２．８〜１７６．７℃）で加熱した後、エクスペラー処理が行われている。その処理により大豆中の蛋白質のルーメンによる非分解率が増加するといわれている。しかし、加熱時の熱媒体が直接又は空気であるため加熱にむらが生じやすくなる。従って、製品のバイパス率にばらつきが生じやすくなり、加熱が足りないとバイパス率の向上が見込めず、加熱しすぎると全く利用されない蛋白質として体外に排出されてしまう結合性蛋白質が増加する。また、熱媒体として空気を用いることから、加熱の際の熱伝導効率が悪く、加えて機械設備などの初期投資費用が大きいため、経済的負担も大きい。
【０００６】
また、キシロースなどの糖を加えて加熱することによりバイパス率を向上させる方法（米国特許５，７８９，００１号や米国特許６，２２１，３８０号）が考案されているが、この処理方法における加熱処理でも直接加熱及び空気を媒体とした間接加熱を用いているため、上述のように加熱むらと熱伝導効率が問題となる。また過度の熱処理は蛋白質の熱変性及び炭水化物との結合（メイラード反応）を引き起こし小腸における蛋白質消化率を減少させることが知られているため、糖添加は効果的ではない。
【０００７】
化学的処理方法としてこれまでにホルムアルデヒド（Reis, et al., Aust. J. Agric. Res. 20: 775（1969））、アルコール（van de Aar, et al., J. Anim. Sci. 55:1179（1982））、タンニン（Driedger, et al., J. Anim. Sci. 63（Suppl. 1）:139（1972））などを添加し加熱することにより蛋白質のバイパス率を向上させる方法が報告されている。また、米国特許５，５０８，０５８号では亜鉛化物を添加して加熱することによりバイパス率を向上させている。さらに、反芻動物用飼料中の蛋白質のバイパス率を向上させる製造方法として、菜種を水酸化ナトリウム等のアルカリで処理する方法（米国特許５，６６２，９５８号）が採られている。しかし、これらのどの処理方法も、添加物の残留や蛋白質のアルカリ処理によるリジノアラニンの生成など家畜や環境に対する影響が懸念され、飼料として適さない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、反芻動物、特に高泌乳牛に最適な飼料として、飼料中の蛋白質のうち第１胃でルーメンによって分解されずに第４胃または小腸で消化吸収され直接乳成分に移行されることを目的としたバイパス性蛋白質が向上されている飼料製造に関して効率的かつ経済的な製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、蛋白質を含む飼料素材を粒状化し、その粒状化した飼料を油脂を用いて加熱を行う事により、粒状飼料への熱伝導を向上し、それにより短時間で効率的に試料中蛋白質のバイパス率を向上させることが可能であることを明らかにした。
本発明者らは、さらに検討を重ね、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）飼料用素材の粒状物を、油脂媒体を使用して１００℃以上に加熱することを特徴とするバイパス性蛋白質含量が向上されている反芻動物用飼料の製造方法、
（２）処理前の飼料用素材に比較して、バイパス性蛋白質含量が１０％以上向上することを特徴とする前記（１）記載の飼料の製造方法、
（３）飼料用素材の粒状物の形状が円柱状またはブロック状で、最小短径が２ｍｍ〜１５ｍｍである前記（１）及び（２）記載の飼料の製造方法、
（４）飼料用素材の粒状物の形状が球状で、その直径が２ｍｍ〜１５ｍｍである前記（１）及び（２）記載の飼料の製造方法、
（５）油脂が、植物性油脂、動物性油脂またはそれらの混合物であることを特徴とする前記（１）〜（４）記載の飼料の製造方法、
（６）前記（１）〜（５）に記載の方法で製造される反芻動物用飼料、
に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる飼料用素材としては、特に限定されず、市販品を用いてもよい。すなわち、飼料用素材とは、例えば、大麦、ライ麦、エン麦、大豆、大豆粕、ナタネ粕、サフラワー粕、ヒマワリ粕、ラッカセイ粕、アマニ粕、綿実、フスマ、脱脂米ヌカ、ミカンジュース粕、コーングルテンフィード、アルファルファ乾草、イタリアン乾草、チモシー乾草、オーチャード乾草、スーダングラス乾草、バーミューダ乾草、綿実粕、ビートパルプ、ビール粕、ウイスキー粕、ヤシ粕、パーム核粕、コーンジャームミール、トウモロコシ、グレインソルガム、醤油粕、大豆皮、コーングルテンミール、血粉、魚粉、羽毛粉（フェザー・ミール）、肉粉（ミート・ミール）または肉骨粉（ミート・ボーン・ミール）などが挙げられる。
【００１２】
本発明における飼料用素材におけるバイパス性蛋白質の含量は、特に限定されない。しかし、本発明は、飼料中のバイパス性蛋白質含量を向上させることが目的であるから、バイパス性蛋白質の含量の多くない飼料用素材を用いることにより、本発明の効果がより顕著に発揮される。具体的には、本発明で用いる飼料用素材としては、バイパス性蛋白質が粗蛋白質中５０％以下の素材を単独で、または組み合わせた混合物を用いることが好ましい。
【００１３】
本発明においては、上述の飼料用素材を粒状化することが必要である。粒状化の方法としては、特に限定されず公知の方法を用いてよいが、例えば、エクストルーダー、ペレッターまたはローラーなどを用い、加圧または圧偏による粒状化方法が挙げられる。前記粒状化の際に、結合剤または増量剤などの添加剤を用いてよい。前記添加剤としては、デンプン、ラクトース、天然ガム剤、ステアリン酸、硬化大豆油、硬化牛脂、パーム油、ロウまたはカルナバワックスなどのワックス等を挙げることができる。
また、粒状化された飼料用素材は、市販のものを用いてもよい。
【００１４】
粒状化された飼料用素材（以下、単に「粒状飼料」という。）の形状は、特に限定されず、例えば、球状、円柱状またはブロック状など多岐に渡る形状をとり得る。粒状飼料の大きさは、特に限定されず、粒状飼料への油の浸透の程度を考慮し、加圧むらが生じない大きさで適宜選択される。具体的には、粒状飼料の最小短径が約２ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。ここで、最小短径とは、粒状飼料の径のうち、最も短い径をいう。飼料の表面積が大きくならず、必要以上の油分が粒状飼料に吸収されることおよび飼料成分のうち油溶性のものが油中に流出することを抑制し、一方で中心まで熱を伝え加熱むらが実質的に生じないようにするためには、上記範囲が好ましい。なかでも、粒状飼料としては、通常エクストルーダーによる円柱状のものが簡便に用いられ、とくにその直径が約２〜１５ｍｍ程度であるものがより好ましい。前記円柱状の粒状飼料の長さは対象動物に応じて適宜決められるが、約２〜３０ｍｍ程度であることが好ましい。また、飼料用素材の粒状物の形状が球状で、その直径が２ｍｍ〜１５ｍｍであるものも好ましい。
【００１５】
本発明においては、粒状飼料を加熱する手段として油脂媒体を用いることを特長とする。加熱媒体としては油脂以外に空気が当然考えられるが、実施例で示すように加熱に長時間要し、加熱むらが生じる点からも好ましくない。また、加熱媒体として水も考えられるが、水は常圧では１００℃を越えることはなく効果的に加熱することが困難である。また、水の中では粒状飼料の形が崩れ易いことから、水は加熱する媒体には適していない。
【００１６】
本発明において用いる油脂媒体は、特に限定されず、植物由来の油脂であっても、動物由来の油脂であってもよいし、それらの混合物であってもよい。前記植物由来の油脂としては、例えば、大豆油、菜種油、コーン油、パーム油、ヤシ油、綿実油、サフラワー油、米ぬか油もしくはサンフラワー油等の植物油脂類が挙げられる。前記動物由来の油脂としては、例えば、牛脂、ラード、魚油もしくは乳脂等の動物性油脂類が挙げられる
【００１７】
本発明において、粒状飼料を油脂媒体を使用して加熱する際の加熱温度は約１００℃以上あれば良いが、油脂の発火温度及びバイパス性蛋白質生成率から約１３０〜１８０℃程度がより好ましい。バイパス率の向上に要する時間が長くなりすぎないためには、前記加熱温度は前記範囲が好ましい。
前記加熱の際の加熱時間は、粒状飼料の形状もしくは大きさ、または粒状飼料中のバイパス性蛋白質含量などにより異なるので一概には言えないが、例えば１〜３０分程度、好ましくは３〜１０分程度である。
【００１８】
本発明においては、加熱油脂から取り出された粒状飼料は、所望により粒状飼料表面に付着した油脂を取り除いてもよい。粒状飼料表面に付着した油脂を取り除く方法としては、特に限定されないが、例えば、少量の処理であれば、ペーパータオルやろ紙などの油脂を吸収する吸収材を用いる方法が挙げられ、大量の処理や連続処理においては、遠心分離器等を用いる方法、圧縮気体（例えば圧縮空気など）を吹き付ける方法などが挙げられる。また、本発明においては、カロリー源として油脂の投与を加味している場合は、あえて粒状飼料表面に付着した油脂を除去する必要はなくそのまま飼料として使用しても何ら差し支えない。
【００１９】
以上のような方法で得られる本発明にかかる飼料においては、原料の飼料用素材に比べて、バイパス性蛋白質含量が向上されている。前記本発明にかかる飼料は、処理前の飼料用素材に比較して、バイパス性蛋白質含量が約１０％以上、より好ましくは約１５％以上向上していることが好適である。本発明にかかる飼料中のバイパス性蛋白質の含量は特に限定されない。
本発明にかかる飼料は、反芻動物に対し好適に用いられる。反芻動物としては、例えば牛、羊または山羊が挙げられる。なかでも、本発明にかかる飼料は、乳牛、より好ましくは高泌乳牛に対しより好適に用いられる。本発明にかかる飼料は他の飼料と混合せずにそのまま反芻動物に給与してもよいし、例えばトウモロコシ、マイロ、大豆粕、ビートパルプ、乾草、稲藁、動物性蛋白質、ビタミン、ミネラルなどの他の飼料や栄養成分と混合して反芻動物に給与してもよい。
【００２０】
【実施例】
〔試験例１空気を媒体とする菜種粕ペレットの加熱処理〕
エクストルーダーで粒状化したナタネ粕飼料（直径６ｍｍ、長さ１５ｍｍ）１００ｇを用意し、下記表に示したように１０５〜１３５℃の温度のオーブンで加熱した。その際、各粒状飼料がかさならないようにバットに敷き詰めた。加熱時間は下記表に示したようにそれぞれ４０〜２２０分で行った。加熱後、各試料を粉砕し、改訂粗飼料の品質ガイドブック（平成１３年３月社団法人日本草地畜産種子協会発行）に記載の分析方法に従って粗蛋白質（ＣＰ）及び非分解性蛋白質（ＵＩＰ）含量等を測定し、粗蛋白質中の非分解性蛋白質の割合を持ってバイパス率とした。すなわち、バイパス率は下記式により算出した。その分析結果を表１に示した。
バイパス率（％）＝（ＵＩＰ／ＣＰ）×１００
【００２１】
【表１】

【００２２】
１０５℃で７０分間加熱したペレットのバイパス率は３３．８７％であるのに対して１３５℃で７０分加熱したペレットは、バイパス率５２．１８％を示した。また１０５℃で時間を長く設定してもバイパス率の向上はほとんど認められないことがわかる。これらのことからバイパス率の向上は加熱温度によるところが大きいと考えられる。なお、１３５℃で加熱時間を長くしても、さらなるバイパス率の向上は認められなかった。
【００２３】
〔実施例油脂加熱によるによるバイパス率の変化〕
エクストルーダーで押し出しナタネ粕をペレット（直径６ｍｍ、長さ１５ｍｍ）にした試料を５０ｇ用意し、下記表に示したように１３５〜１８０℃の各温度のナタネ油で３〜１０分間加熱を行った。加熱後の試料は、ペーパータオルで表面の油分をある程度取り除いた。分析結果を表２に示す。なお、それぞれの蛋白質含量の測定方法は、上記試験例と同一である。
【００２４】
【表２】

【００２５】
直接加熱の場合、バイパス率を５０%以上にするのに１３５℃で７０分加熱が必要となる（比較例No.1）。一方、油脂を加熱媒体とした場合、１３５℃、１０分でバイパス率が５６％と上がり（本発明例No.1）、熱伝導効率が良く、飼料中の油分の上昇もそれほど顕著でなく、かつ油脂加熱後の粒状飼料（ペレット）の油のべたつきもない。しかし、粒状化せず処理したものでは油分が顕著に上昇し（比較例No.2）、その結果、粗蛋白質含量（ＣＰ）が減少し、飼料として価値が低下すると共に、油脂加熱後の油分離、油によるべたつきなどの作業性の点から問題となるばかりではなく、飼料粒子が油中に残ることから油の酸化を早め、かつ油の繰り返し使用がしづらくなることから経費的にも問題となる。
【００２６】
また、本発明にかかる方法では、１５０℃、５分でバイパス率５６％を越え（本発明例No.2）、短時間に効率よく加熱が行えることが明らかとなった。更に１５０℃、８分ではバイパス率６３．５２％（本発明例No.3）、１８０℃、８分ではバイパス率７２．２４％（本発明例No.4）を示した。試験例で示したように直接加熱では加熱時間の延長に伴うバイパス率の上昇は顕著ではなかったが、油脂媒体を用いた加熱処理では顕著であり、油脂媒体が熱伝導性の上で優れていることを示す。この様に粒状飼料の油脂媒体を用いた加熱処理は、製品中の油分を高めずに熱伝導性がよいことから任意のバイパス率のものを短時間に製造し得る優れた方法であり、バイパス率を高めることによりバイパス性蛋白質の低い素材でも蛋白源として優れた飼料を提供できる画期的な方法といえる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明にかかる飼料の製造方法によれば、短時間で効率的にバイパス性蛋白質含量を向上させることができる。また、加熱処理の際の熱伝導率が高く、加熱時間も短いことから、大規模な製造設備も必要なく、経済的な負担が少なくてすむ。さらに、本発明にかかる飼料の製造方法では、添加物を加えないので、残留物による家畜や環境に対する悪影響は問題にならない。また、粒状化することにより飼料中の油分も高めずに済む。つまり、本発明によれば、高品質な飼料を安価に供給できるという利点がある。

Claims

ナタネ粕を加圧または圧偏による粒状化によって得られる粒状物を、油脂媒体を使用して１３０〜１８０℃で、３〜１０分、加熱することを特徴とするバイパス性蛋白質含量が向上されている反芻動物用飼料の製造方法。
処理前のナタネ粕に比較して、バイパス性蛋白質含量が１０％以上向上することを特徴とする請求項１記載の飼料の製造方法。
ナタネ粕の粒状物の形状が円柱状またはブロック状で、最小短径が２ｍｍ〜１５ｍｍである請求項１又は２記載の飼料の製造方法。
ナタネ粕の粒状物の形状が球状で、その直径が２ｍｍ〜１５ｍｍである請求項１又は２記載の飼料の製造方法。
油脂が、植物性油脂、動物性油脂またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の飼料の製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の方法で製造される反芻動物用飼料。