JP3896530B2 - 水産動物用飼料原料 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は農産物及び農産物加工品に対して適切な処理を施して、その抗原量を低減化することを特徴とする水産動物用飼料原料に関する。ここでいう農産物または農産物加工品とは大豆、菜種、トウモロコシまたはそれらを物理的及び／または化学的方法で処理したものを意味し、具体的には、精選大豆、全脂大豆破砕処理物、脱脂大豆製品、大豆タンパク質抽出物、菜種、脱脂菜種製品、トウモロコシ、コーングルテン等を例示し得る。
【０００２】
【従来の技術】
現在、魚類の養殖にはマイワシ、カタクチイワシ、サバ、サンマ、マアジ等の生餌が多量に用いられているが、近年、生餌の漁獲量は減少しており、これに伴い配合飼料の需要が増加する傾向がある。一方、従来より水産動物用配合飼料においては、そのタンパク質源として価格面及び生餌との類似性において沿岸魚の魚粉を用いる場合が多いが、これらは価格及び供給の点に難がある。そのため、魚粉を植物性タンパク質原料により代替する事が切望されているが、今までの使用実績や植物性タンパク質原料の固有の問題点から、代替タンパク質の利用が進んでいないのが実状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
水産動物用配合飼料において魚粉に替わる植物由来のタンパク質原料には、脱脂大豆、菜種油粕、コーングルテンミール等があげられ、中でも脱脂大豆はそのアミノ酸組成や、タンパク質含量が優れた安価な原料として利用されている。しかしながら、魚粉と比較すると脱脂大豆はトリプシンインヒビター及びフィチン酸等の抗栄養素の存在によって消化率や飼料効率が劣るため、実質的には魚粉の代替としては10〜30%程度しか使用できない。
【０００４】
一方、同じ飼料原料でも陸上動物用の場合、特に幼令動物用飼料として大豆のタンパク質を使用する場合は、抗原性の問題が近年広く認識される様になり、適切な処理を施さず抗原量の高いままの大豆およびその加工品を飼料原料として用いると、抗原性によりタンパク質の利用性や飼料効率の低下、あるいは生理的障害を引き起こし発育不良の原因となるばかりではなく、極めて重篤な場合は死に至る事もあることが明らかとなっている。そのため、大豆の場合、抗原性を除去する方法として、加熱またはアルコール処理、もしくは両者を併用する方法(特開昭60-164441号公報)、高温、高圧処理法として特に二軸型エクストルーダー法を用いて大豆加工品の抗原量を低減化し、しかも飼料効率を上げる方法(特開平5-184308号公報)等が開示されている。つまり陸上動物用飼料原料として大豆及び大豆加工品を用いる場合は、これらの原料を適切に処理して抗原量の低減化を行うことが明らかとなっているが、養殖魚の場合は大豆タンパク質の問題点の本質が明らかにされておらず、よって代替タンパク質としての大豆関連製品の利用は多くない状況にある。特に、クルマエビ、ウシエビ、ザリガニ、ガザミ、イセエビ、コウライエビ、オニテナガエビ等に代表される甲殻類の内、配合飼料の研究が進んでいるクルマエビに対しては、魚粉の代替タンパク質源としての大豆油粕の配合割合は約14％であり、他の養殖魚と比較しても低く限定されてしまうことが判っているが、その原因については未だ明らかにされていない。
【０００５】
また、大豆のアミノ酸バランスは非常に優れたものであるが、単独での代替では魚種によって若干不足するアミノ酸もでることがあり、他のタンパク質原料との混合によりアミノ酸のバランスを整える事も望まれている。他の農産物として安価なタンパク質原料となり得るものにトウモロコシの加工工程で発生するコーングルテンミールがある。コーングルテンミールはタンパク質の含量が60%以上あるにも係わらず安価であることから、各種飼料のタンパク質源として利用価値が高いと考えられるが、本質的に水に対して不溶性である点と独特のアミノ酸組成、更には高含量で水産動物用飼料に配合した場合、成長阻害が起こることが知られており、水産動物用飼料原料としての実質上の配合割合は低く押さえられているのが現状である。尚、コーングルテンミールの成長阻害の原因について詳細な点は現時点では明らかにされていない。コーングルテンミール以外のタンパク質源としては、菜種、特に脱脂菜種があるが、微量成分に由来する独特の苦みや消化性に難のある繊維分の存在により、その優れたアミノ酸組成にもかかわらず水産動物用飼料原料として用いられることが少ないのが実状である。
本発明の目的は、農産物またはその加工品を原料とする配合飼料における上述の問題点を克服し、水産動物用配合飼料に有用な原料を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、この目的達成のために鋭意研究を続けてきたが、大豆加工品の処理においては、トリプシンインヒビター等の酵素関連の抗栄養因子を不活性化するだけでは不十分であり、高温、高圧処理、特に二軸型エクストルーダー処理により抗原含量を100U/10mg以下、好ましくは50U/10mg以下、さらに好ましくは20U/10mg以下に低減化することにより初めて水産動物用配合飼料に適した原料になること、更には当該原料を大豆以外の農産加工物、例えば菜種又はその加工品あるいはコーングルテンミールと組み合わせて同様の加工処理を適用した場合、タンパク質の利用性を含め水産動物用飼料原料として有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、農産物または農産物加工品を高温、高圧処理することにより抗原量を100U/10mg以下に調整してなる水産動物用飼料原料である。更に、本発明は、高温、高圧処理の手段として二軸エクストルーダーを用いることを特徴とする。
【０００７】
水産動物用飼料及びその原料の加工法として二軸型エクストルーダーを利用する事は行われている。これは、固形飼料の製造工程である粉砕・計量・混合・成型・乾燥等の複数の工程が二軸型エクストルーダーによって分断することなく作業可能となる為であり、製造工程の短縮・効率化の意味合いが強く、原料の抗栄養因子の不活性化を目的としたものではない。一方、抗栄養因子として有名である大豆のトリプシンインヒビターやウレアーゼ等はタンパク質であるから、加熱処理により失活がなされる事は既に公知の事実であり、加熱加工処理の一種である二軸型エクストルーダー処理により、これらの抗栄養因子の失活が特に意図されなくとも行われてきた。
【０００８】
しかしながら、大豆の代表的な抗栄養因子であるトリプシンインヒビターを不活性化した原料を用いても、水産動物の成育が思わしくない事例が多数あり、トリプシンインヒビター活性以外の評価法が必要であった。本発明者らは、先に、幼令陸上動物向けの飼料用原料に関しては、大豆の抗原性の低減化が有効であることを見出し、大豆の加工度を抗原性という視点から評価できる方法を確立した（特開平5−184308号公報）。水産動物においては、免疫系の解明が不十分なため、大豆のタンパク質が抗原となってアレルギーなどの病的症状を引き起こすか否かの点については明らかになっているとはいえない。しかし現象面からも水産動物用の飼料とするには、大豆のトリプシンインヒビターを不活性化するだけでは不十分であり、更に加工を行う必要がある事は明らかである。本発明者らは、こうした目的に合致した飼料原料を得るための処理方法としては、コストおよび設備的な面から二軸型エクストルーダー処理が望ましいこと、更に水産動物用飼料として適切な大豆の処理条件の選定には、上述の陸上幼令動物の場合と同様の評価法を利用し得ることを確認した。
【０００９】
具体的な抗原性の評価方法はELISA法による下記の方法である。すなわち、スタンダード抗原溶液を10mMリン酸緩衝液で100倍に希釈、マイクロタイタープレートに常法により固定化し、このプレートにサンプル溶液と子牛抗血清を加え、抗原抗体反応を行わせた。その後0.05％のTween80を含む10mM PBSで洗浄し、2次抗体としてパーオキシダーゼ標識抗子牛抗体(DAKO社Code P-159)を加え、反応を行った。これを先程と同じ洗浄液で洗浄し、0.008％ 過酸化水素を含む8mM o-フェニレンジアミンを加えて発色させ、約30分後4N 硫酸 100mlで反応を停止し、マイクロプレートリーダーにより492nmの吸収を測定した。この測定で抗原物質の含有量を示す単位は標準抗原溶液の抗原値を10000 U/10mgとし、各抗原試料の値は、標準抗原溶液のlog希釈倍率と吸光度logit変換値をX,Y軸にとった標準直線から求めた。なお、吸光度logit変換値は次式によって求められる。logit=ln[(ABS/cont.ABS)/(1-ABS/cont.ABS)]：但し、ABSは各希釈度の標準抗原溶液添加時の発色度、cont.ABSはリン酸緩衝液添加時の発色度。
【００１０】
この手法を用いると、同じくトリプシンインヒビター等を失活させた状態であっても大豆の加工度の違いを評価できる事が可能となる。二軸型エクストルーダー処理に際して、適切な処理条件を見つけるために多数の項目を検討したが、その中で滞留時間が目的を達成するにあたって極めて重要な項目である事が明らかになった。この点について下記の試験例１をもって説明する。
【００１１】
【試験例１】
飼料用脱脂大豆を二軸型エクストルーダー（幸和工業（株）製）にて、スクリュー回転数及び原料投入量を変化させることにより二軸型エクストルーダー中の滞留時間を変えて加熱、加圧加工した後に大気中に押し出し、水分10%になるように乾燥し、粉砕して飼料原料を6種類製造した。尚、何れの場合もバレル温度は140℃、原料に対する加水量は15重量%、圧力は30〜54kg/cm2に調節した。得られた6種類の製造物に関してウレアーゼ活性、 TI(トリプシンインヒビター)活性、抗原量を測定すると供に固形飼料として成型する場合の適性を観察した。表１に示したように、滞留時間が10秒未満の場合、酵素活性は失活しているが抗原量は高いことが分かった。また180秒を越える場合は、酵素活性は失活し、抗原量も低減しているが、炭化状態になり飼料原料としてまったく不適当なものとなった。すなわち、酵素活性が失活し抗原量も低減化しているうえに、飼料原料として適切な極めて成型性の高い飼料原料を製造するためには選ばれた製造条件が必要なのである。さらにこの製造条件では得られた製品が香ばしい香りを呈していることも飼料としての適性に合致している。
【００１２】
【表１】

【００１３】
一方、本発明の水産動物用飼料原料を栄養面から考えるに、大豆中の必須アミノ酸は魚粉と比較してメチオニン、チロシン、バリンが不足しているが、菜種粕はこれらアミノ酸の含量が大豆よりも高く、原料として加えることによりアミノ酸バランスを調整し、更に飼料効率を向上させることが可能となる。さらに菜種粕を水産動物用飼料として用いた場合に問題となるミロシナーゼ等の抗栄養因子による成長阻害も、大豆の抗原量が100U/10mg以下に低減化される条件での高温・高圧処理により解決される。
【００１４】
この他に、農産加工物を二軸型エクストルーダー処理する場合、複数の農産加工物を組み合わせて用いると加工上の利点が得られる。例えば大豆を原料として用いる場合、上記のような低抗原性を得られる様な条件下で二軸型エクストルーダー処理を行うと、原料の大豆に含まれる油が二軸型エクストルーダー機本体からにじみ出てしまうばかりでなく得られた加工物がべとついてしまう現象があるが、この問題も解消することができるのでこの点を試験例２により説明する。
【００１５】
【試験例２】
即ち、大豆とコーングルテンミールを0〜50％の割合で混合したものを原料として用い、上記で得られた二軸型エクストルーダー処理の条件で加工を行い、ウレアーゼ活性、抗原量、タンパク質含量、油のにじみ性を測定した。
【００１６】
【表２】

【００１７】
表２から明らかなように、コーングルテンミールを添加することにより油のにじみ性が押さえられただけでなく、得られた加工物は低抗原性でしかもべたつきのないものであった。本発明において、高熱、高圧処理、特に二軸型エクストルーダー機を用いて抗原含量を100U/10mg以下に低減化するには、大豆または大豆加工品をフィーダにより本機に投入し、フィーダ若しくは他の注入口から加水を行い、高圧加熱処理を行うことで可能である。加水量は原料に対し5〜50％（重量比）が望ましい。処理条件は、バレル温度100〜300℃、好ましくは120〜200℃、圧力10〜100kg/cm2、スクリュー回転200〜300rpm、の設定条件で短時間加熱、加圧した後、大気中に押し出して膨化、変性させ、次いでこれを2〜10mm程度に切断し、水分12％以下（好ましくは10％以下）になるように乾燥し、必要に応じて粉砕して目的とする試料原料を得る。被処理物である大豆または加工大豆の種類および抗原量等により異なるが、バレル部分の滞留時間は通常10〜180秒程度、好ましくは30〜60秒程度である。被処理物に応じて、加水量、加圧力、バレル温度、原料投入量、スクリュー回転数を変えることにより、抗原の低減量は任意に調節できる。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明をクルマエビの実施例を以て具体的に示すが、本発明はそれにより限定されるものではない。試験はタンパク質源に魚粉、イカパウダー、オキアミパウダーのみを用いたものを対照区とし、試験区には上述の方法で調整した処理大豆油粕16％、32％を魚粉の代替として配合した２区及び、処理大豆油粕16％と菜種油粕20％を配合した区、処理大豆油粕16％と処理コーングルテンミール10％を配合した区の合計５区で行った。尚、飼料組成を表３に示す。供試エビには平均体重0.4gの稚クルマエビ（Penaeus japonicus）を20尾ずつ用い、約50リットルの濾過海水を満たした54リットル角型水槽に収容し、40日間給餌した。
40日間の飼育の結果、全試験区において生残率は80％以上を示し、試験区間に統計的有意差は検出されなかった。20日後、30日後の体重（図１）に関しても、試験区間に統計的有意差は無かった。これらの結果から、本発明の低抗原性大豆加工品は、魚粉と同等の成長を得ることができる水産動物用飼料原料として有用なものである。
【００１９】
【表３】

【００２０】
【発明の効果】
大豆関連物を含む農産物又は農産物加工品等を二軸型エクストルーダーにより短時間で高温、高圧処理を行い、抗原量を100U/10mg以下に低減化することで、魚粉と同等の飼料効率を有する、水産動物用飼料原料が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例の対照区及び各試験区におけるクルマエビの平均体重の変化を示すグラフである。

Claims (4)

1. 大豆または大豆加工品と、菜種または菜種加工品あるいはトウモロコシまたはトウモロコシ加工品からなる混合物を高温、高圧処理することにより抗原量を100U/10mg以下に調整してなる水産動物用飼料原料。
2. 高温、高圧処理が二軸型エクストルーダーによる処理であることを特徴とする請求項１に記載の水産動物用飼料原料。
3. 二軸型エクストルーダーによる処理が、処理原料に対する加水量が5〜50重量％でバレル温度100〜300℃にてバレル部分の滞留時間10〜180秒であることを特徴とする請求項２に記載の水産動物用飼料原料。
4. 水産動物が甲殻類であることを特徴とする請求項１ないしは３のいずれかに記載の水産動物用飼料原料。

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