JP3958370B2 - 動物飼料タンパク質の分解性を減少させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、飼料の熱処理により反芻動物のための植物性動物飼料において含まれるタンパク質の分解性を減少させるための方法に関する。
家畜動物を繁殖させるための植物性飼料の品質は、栄養価、消化性および風味のような異なる要因により決定される。特に反芻動物については、異なる起源の飼料は、ルーメン（こぶ胃）においてあまりにも容易に分解され、したがって、動物の肉と母乳の生産にわずかに限定された程度に寄与するタンパク質を含むことが知られている。
動物の体において存在する組織を維持し、新たな組織を構築するために、アミノ酸が存在しなければならない。反芻動物は、これらのアミノ酸を、一方ではルーメンにおける微生物により産生されるタンパク質から、および他方ではルーメンを通過し、腸において分解される飼料タンパク質からの２つの異なる起源から得る。従って、反芻動物のための飼料のタンパク質価は、２つのまったく別々の出発点から記述され得る。一方の記述は、ルーメンにおいて入手可能であり、タンパク質を構築するために微生物により用いられ得る放出された窒素の量に基づく。他方の記述は小腸において再吸収され得るアミノ酸の量に言及し、その場合において、アミノ酸は微生物のタンパク質およびルーメンにおいて分解され得ない飼料タンパク質に由来する。
小さな生産力の反芻動物については、ルーメンにおいて微生物により形成されるタンパク質は十分であり得る。しかしながら、若い動物および多く牛乳を生産する乳牛並びに羊毛を生産する羊は、ルーメンにおける分解を逃れた飼料タンパク質、いわゆる保護化タンパク質（ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ）の利用もまた必要とする。
ルーメンにおけるタンパク質の分解性を減少させる異なる技術、すなわち保護化タンパク質を調製する異なる技術が示唆されてきた。
いわゆる保護化タンパク質を調製するための商業的方法は、通常、場合に応じて熱処理との組み合わせで、ホルマリン、リグノスルホン酸塩または亜鉛塩またはマグネシウム塩のような化学物質の付加に基づく。これらの既知の方法の全ては、化学物質の付加のためのコストの形態および「灰分のバラスト」と表現される飼料中の無機成分の増加において欠点を有する。加えて、環境および健康の理由のためにほとんどの国においてホルムアルデヒドの使用を禁止している。
熱処理により動物飼料タンパク質の分解性を減少させることもまた知られている（マーシャル Ｄ．スターン（Ｍａｒｓｈａｌｌ Ｄ．Ｓｔｅｒｎ）著、飼料（Ｆｅｅｄｓｔｕｆｆｓ）、１９８１年１１月９日発行、２４〜２９ページ）。記載されている処理のほとんどは１２０ないし１５０℃の温度で実施され、それは、例えば、不均一処理となる押し出し機械における機械的摩擦により達せられる。その温度はオートクレーブにおける処理によってもまた達せられ得るが、それもまた不均一処理となる。処理の時間は、約１５分から数時間までと長い。
従って、十分に高い程度の保護に達するには相当に強い熱処理が必要とされる。同時に、熱処理はあまりに強すぎるのは許容されない。と言うのは、タンパク質はそのとき「過剰に保護化され」うるし、全体としての分解性が減少するからである。
この度、驚くべきことに、極めて短い処理により副作用がなく、飼料タンパク質の完全な保護化を達成することが可能であることが見出された。
従って、本発明によれば、飼料の熱処理により反芻動物のための植物性動物飼料において含まれるタンパク質の分解性を減少させるための方法が提供され、その方法において、飼料は、瞬間的に、飼料上の水蒸気の凝縮により、制御された水分含量で高温に供される。
本発明の好ましい態様において、温度は、瞬間的に、１３０〜１７０℃、最も有利には１５０〜１７０℃に高められる。この時、この温度は、５秒から２分、好ましくは５〜１５秒、および最も有利には５〜１０秒の時間、飼料において維持される。
飼料の水分含量は、少なくとも１５％、好ましくは１５〜２５％までの水蒸気の凝縮により制御される。
飼料の温度の上昇は、２００〜６００ｋＰａの圧力でほぼ飽和温度を有する水蒸気を瞬間的で乱流の方式で飼料に接触させることにより適切に達成される。
熱処理の後、付加的な熱がそれを過熱させるために水蒸気に加えられ得、それにより製品は所望の最終乾燥含量に乾燥される。
本発明による方法の実施は、植物性飼料の瞬間的な温度増加に達するための装置を必要とする。
適切な装置は、過熱された水蒸気が遠心ブロワーにより循環する閉じた加圧された輸送コイルから成り得る。輸送ループは、気密性の供給および排出装置、温度および水分含量の制御のための熱交換器、および固形分を分離するためのサイクロンを適切に備える。処理の間に強い乱流が作り出され、それにより均一な処理となる。
水蒸気は適切に、２００〜６００ｋＰａの圧力および飽和温度に近い温度を有する。植物性飼料が装置に供給されるとき、蒸気は飼料上に均一に凝縮する。条件は、少なくとも１５％、好ましくは１５〜２５％の水分含量を作り出すように適切に制御される。
ついで、飼料と蒸気の混合物は、熱的な均一処理のために過熱された水蒸気のより大きな流れの中に分散され、その間に短い時間、空気により輸送される。
上記の様に、輸送蒸気は、その排出の前に所望の最終乾燥含量に生産物を乾燥するために熱の連続した供給により過熱され得る。例えばサイクロンにおける生産物の分離の後に、もし必要であれば、場合に応じて再加熱後に飼料の供給のために遠心ブロワーにより再循環され得る。
飼料の供給における瞬間的な温度上昇において、飼料／蒸気流の比は適切には１〜３ｋｇ／ｋｇであり、一方、熱的な均一処理の間、この比は適切には０．３〜０．９ｋｇ／ｋｇである。
本発明による方法は、セイヨウアブラナの引き割、大豆の引き割、およびヒマワリの種子の引き割のような多数の商業的に重要な植物性飼料原料のために用いられ得る。
本発明の方法の性質は純粋に物理的であり、したがって、その方法は化学的または機械的処理において現れるいずれの欠点も有さない。
本発明の方法により、実際に完全な酵素の失活、飼料の消毒およびもしあれば、油の抽出のための抽出操作に供された飼料において残され得る残留溶媒の除去のような他の利点もまた達成される。
処理された飼料の色は変化せず、タンパク質の全体としての腸内消化性は変化せず、一方、例えばセイヨウアブラナの引き割についてのルーメン中での分解性は約７０％から約４０％に減少する。いくつかの事例においては、出発製品と比較してより良い味およびにおいもまた得られている。
本発明の方法により更なる利点が達成される、すなわち、
−強い乱流（レイノルズ数１０⁶〜１０⁷）での希釈された製品の連続操業
−熱処理のみ
−電気エネルギーおよび熱エネルギーの小さな消費による小さな操業経費
−空間の必要性が小さい。
本発明は、以下の例を補助としてより詳細に記載されるであろう。
例
熱処理されたセイヨウアブラナの引き割は、以下の方式で実験的に製造された。約36ｔ／ｈのセイヨウアブラナの種子は、商業的な抽出プラント内で圧縮され、溶媒で抽出された。溶媒の回収の後、約２１ｔ／ｈのセイヨウアブラナの引き割が得られた。引き割の脂肪含量は２．５％に達し、水分含量は１６％に達した。連続的に製造された標準タイプのセイヨウアブラナの引き割は、１１％の水分含量まで乾燥され、ミールサイロ内に貯蔵される前に冷却された。典型的な引き割の試料が採取され、分析された。
標準タイプのセイヨウアブラナの引き割の更なる連続的な製造において、引き割は、溶媒の回収の後であるが乾燥および冷却の前に本発明による方法に供された。このように熱処理されたセイヨウアブラナの引き割の典型的な試料が採取され、分析された。
本発明による方法における実験条件
本発明によるプラントへの
セイヨウアブラナの引き割の流れ ２１ｔ／ｈ
セイヨウアブラナの引き割の
入口温度 ９５℃
水分含量 １６％
圧力 ３．２バール
入口温度 １３６℃
滞留時間 １６秒
出口温度 １４５℃
出口水分含量 １１％
蒸気流（凝縮） １０ｔ／ｈ（２．１ｋｇ／ｋｇ）
蒸気流（処理） ３０ｔ／ｈ（０．７ｋｇ／ｋｇ）

コメント
表は、処理が、所望のように、ペプシン溶解性生タンパク質、ＡＤＦ窒素およびリジンについて僅かしか効果を有さないことを示す。緩衝液溶解性試験は、合成ルーメン流体におけるタンパク質の溶解性が２４．６％から８．７８％に減少したことを示す。（セイヨウアブラナの引き割を含むナイロン製の網の小袋による）生きている乳牛における「サッコ」における試験は、小腸における消化性を減少させることなく分解性が７２％から４６％に減少したことを示した。「反芻動物についての北欧（Ｎｏｒｄｉｃ）タンパク質評価システム」、すなわちＡＡＴ−ＰＢＶシステムによれば、小腸における消化性は約６０％分増加した（マドスン（Ｍａｄｓｅｎ），Ｊ．１９８５年、Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃ． Ｓｃａｎｄ．Ｓｕｐｐｌ．２５号、９−２０ページ）。
飼育（ｆｏｄｄｅｒｉｎｇ）試験
ウシの飼育による比較試験が、本発明により熱処理された標準タイプのセイヨウアブラナの引き割および処理されていない標準タイプのセイヨウアブラナの引き割により実施された。結果は以下の表において示される。

Claims (6)

1. 飼料の熱処理により反芻動物のための植物性動物飼料に含まれるタンパク質のルーメンにおける分解性を減少させるための水蒸気の使用であって、閉じた加圧された輸送コイルにおいて、動物飼料をほぼ飽和温度および２００〜６００ｋＰａの圧力を有する水蒸気と瞬間的かつ乱流の方式で接触させることにより、前記動物飼料を瞬間的に１３０−１７０℃の温度にさらし、前記飼料上での水蒸気の凝縮によって少なくとも１５％の制御された水分含量で前記温度を５秒間から２分間維持する使用。
2. 前記温度を瞬間的に１５０〜１７０℃に高め、５〜１５秒間維持する請求項１記載の使用。
3. 前記動物飼料を１５０〜１７０℃の温度および４００〜６００ｋＰａの圧力で水蒸気と瞬間的かつ乱流の方式で接触させ、前記温度および圧力を５〜１０秒間維持する請求項１記載の使用。
4. 前記輸送コイルにおいて前記動物飼料の処理を連続的に実施する請求項１から３のいずれか１項記載の使用。
5. 強い乱流で希薄にした動物飼料について処理を実施する請求項１から４のいずれか１項記載の使用。
6. 前記植物性動物飼料がセイヨウアブラナの引き割、大豆の引き割またはヒマワリの種子の引き割からなる請求項１から５のいずれか１項記載の使用。