JP4101769B2

JP4101769B2 - 家畜用飼料とその製造方法

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Publication number: JP4101769B2
Application number: JP2004006907A
Authority: JP
Inventors: 修一汐見
Original assignee: 劉楊
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-01-14
Also published as: CN1233261C; JP2005198536A; CN1557183A

Description

本発明は、家畜用飼料とその製造方法に関するものである。

最近、家畜用飼料に抗生物質（薬品）を投与する等により人の健康への影響が懸念されている。
そこで、本発明者は、ラクトバチルスファーメンタム等の乳酸菌を、食物廃棄物に混合することで、家畜建物の臭気を軽減・除去する消臭材及び飼料添加物について既に提案を行った（特許文献１参照）。
特開平１１−１０４２２２号公報

しかしながら、このような飼料添加物による消臭作用のみでは、現在において、不十分であって、家畜の健康状態を良好に保ち、飼育状況を改善し、しかも、その肉（牛肉や豚肉）に旨味があること等の要望が高まりつつあるが、従来の添加物では、対応できないことが問題である。

本発明に係る家畜用飼料は、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍとしてでんぷん質と糖類を有する保護膜で各々被覆された粉体から成る乳酸菌乾燥物を家畜の血液に対して0.03重量％〜0.7 重量％で混合して発酵させ、かつ、固液分離して得た分離液を吸着させた家畜用飼料であって、上記乾燥物は、ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液 1.5％と、スキムミルク４％と、天然塩 0.5％〜 1.5％、糖蜜１％、グルタミン酸ソーダ 0.5％、片栗粉２％〜６％、脱脂大豆粉３％〜９％を、精製水 100％に対して、攪拌混合し、所定時間の増殖培養工程の後に、150 ℃〜180 ℃の入口温度かつ75℃〜87℃の出口温度に設定したスプレードライヤーにて噴霧乾燥させたものである。

本発明に係る家畜用飼料の製造方法は、ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液 1.5％と、スキムミルク４％と、天然塩 0.5％〜 1.5％、糖蜜１％、グルタミン酸ソーダ 0.5％、片栗粉２％〜６％、脱脂大豆粉３％〜９％を、精製水 100％に対して、攪拌混合し、所定時間の増殖培養工程の後に、150 ℃〜180 ℃の入口温度かつ75℃〜87℃の出口温度に設定したスプレードライヤーにて噴霧乾燥させ、乳酸菌乾燥物を製造し、さらに、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍとしてでんぷん質と糖類を有する保護膜で各々被覆された粉体から成る上記乾燥物を家畜の血液に対して0.03重量％〜0.7 重量％で混合し発酵させ、その発酵液を固液分離し、分離液を吸着物に吸着させ該吸着物を乾燥させ家畜用飼料とする方法である。

本発明によれば、家畜の健康状態が良好に維持され、育成も順調で、体重増加も著しく改善する。さらに、肉に旨味があって、優れた肉質のものが得られる。
伝染病及び病気を予防でき、かつ、抗生物質の投与等の余分な薬品の使用が削減でき、肉質を向上させることのできる飼料となる。
また、血液を使用しているにもかかわらず腐敗させることがなく、長期保存が可能な飼料とできる。
また、その飼料の製造が容易であり、飼料の品質を安定させることができる。

本発明に係る家畜用飼料は、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物（高濃度乳酸菌乾燥物）を家畜の血液に混合して発酵させ、かつ、固液分離して得た分離液を吸着させたものである。
そして、この家畜用飼料の製造方法は、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を、家畜の血液に混合し発酵させる工程を有する方法である。

さらに説明すると、飼料の製造方法は、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を家畜の血液に混合し発酵させ（発酵工程）、その発酵液を固液分離し（分離工程）、分離液を吸着物に吸着させ吸着物を乾燥させ（吸着乾燥工程）、家畜用飼料とする。

また、発酵工程の前段階において、牛、豚等の家畜の血液の前処理を行う初期工程を行うのが好ましい。初期工程は、血液中に含まれる赤血球の細胞膜を熱により破壊して、赤血球中に含まれるヘモグロビンを溶出させるために、まず血液を加熱処理（加温処理）している。
血液の加熱温度は、50℃〜75℃とするのが好ましく、特に下限値を70℃以上に設定するのが、病原菌や腐敗菌を滅菌させることができ、好ましい。
なお、加熱温度が下限値未満では、赤血球を破壊することができず、また、上限値を超えると血液を変質、劣化させるおそれがある。
さらに、加熱時間は、１時間〜５時間程度とするのが好ましく、加熱方法は、水蒸気を吹き込ませる等現在知られる方法が採用でき、制限は無い。

これにより、血小板や白血球などの細胞を破壊し、細胞質が細胞外に溶出するため、血液の発酵処理が容易になる。また、血液の加熱処理は、赤血球のヘモグロビンを溶出させるだけでなく、血液の腐敗菌を滅菌させる効果もあり、後の乳酸発酵を活発に行わせることができる。

発酵工程を説明すると、この発酵工程は、初期工程を終え20℃〜40℃に冷ました血液に、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る高濃度乳酸菌乾燥物を加え、乳酸発酵させる工程である。
高濃度乳酸菌乾燥物は、血液に対して0.03重量％〜 0.7重量％とする。下限値未満であると、発酵が不十分となるおそれがある。
また、上限値を超えると、乳酸菌が無駄に多くなるばかりで発酵による作用・効果が向上しない。

さらに、乳酸発酵させる温度を、30℃〜43℃の範囲に設定するのが好ましい。乳酸発酵の日数は、48時間〜72時間としており、乳酸の濃度、ＰＨなどを基準として発酵工程を終了させるが、乳酸発酵が不十分だと乳酸による血液蛋白質の凝固が不十分であり、後の分離工程においての作業が困難となる。
発酵工程では、適量の空気を供給しながら発酵処理することにより血液中の易分解性有機物を分解し、血液を生化学的に安定させている。これにより、55％〜60％の高タンパク質のものが得られる。

血液中には、糖質、脂質、蛋白質、核酸、ビタミン、ミネラルなどが含まれており、また、血液中には赤血球のヘモグロビンとして知られている鉄鎖体が大量に含まれており、これを家畜に飼料として与えることで家畜の育成に多大な効果がある。
しかし、従来では、血液中の鉄鎖体は腐敗菌が生産する蛋白質分解酵素により容易に分解されるので、空気を供給しながら好気的に醗酵させて作られた有機質家畜用飼料中には鉄鎖体が分解消失しているので鉄鎖体の効能はない。しかし本発明は、血液中に含まれる鉄鎖体の機能を失わないで有機質家畜飼料を製造することができるものである。

つまり、上記所定の乳酸菌にて乳酸発酵を行うことで、鉄鎖体の機能を失わないで製造することができる。
乳酸発酵は乳酸菌による発酵処理であり、養分として糖質を欲する。そして、その代謝産物として乳酸を生産する。代謝は主に糖質の分解のみであり、蛋白質や脂質などを分解しない。すなわち、血液より溶け出した成分は乳酸菌の増殖の栄養源となるが、生化学的に分解されるのは主に糖質である。
その結果、乳酸菌の培養液には血液中の鉄鎖体が分解されないで、蛋白質や脂質と共に残存する。

しかし、乳酸発酵が進むにつれ、乳酸醗酵により生産される乳酸によって溶液のＰＨが低下すると血液中の蛋白質が凝固する。さらに、乳酸は血液中のカルシウムイオンと反応して不溶性の乳酸カルシウムが生成されるので、蛋白質の凝固が促進されることになる。

また、発酵処理では乳酸菌と光栄養細菌を加えた共生発酵がさらに有効である。光栄養細菌は、アンモニア、硫化水素、炭酸ガス、水素イオンなどを栄養源にして増殖するが、発酵液に光栄養細菌を加えると乳酸発酵の過程で発生する水素イオンと炭酸ガスを栄養源にしてブドウ糖が生産される。このブドウ糖は乳酸菌の栄養源であり、乳酸菌は光栄養細菌が生産したブドウ糖を栄養吸収して乳酸を生産し、乳酸菌と光栄養細菌の共生発酵によって乳酸の生成が増強される。
血液の乳酸発酵において、乳酸の生成量が増加すると蛋白質の凝固が促進され、蛋白質と鉄鎖体の分離が容易となる。なお、光栄養細菌による生化学反応では、エネルギー源として光が必要なので、乳酸菌と光栄養細菌による共生発酵では光の照射が必要となる。

ここで、本発明にて使用される上記高濃度乳酸菌乾燥物の製造方法を説明すると、図１に示したフローチャート図において、Ａ工程は、ラクトバチルスファーメンタム（Lactobacillus fermentum ）の純粋培養工程である。このＡ工程では、例えば、１リットルの純水（精製水）にグルコース５ｇ、イースト酵母５ｇ、ピプトン５ｇを混ぜ、オートクレープにかけたものにラクトバチルスファーメンタム50mlを添加し、インキュベーターにて40℃で48時間培養する。このようにして、ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液を得る。

次のＢ工程は、精製水、及び、このＡ工程で得た純粋培養液に、スキムミルク、糖蜜、片栗粉、脱脂大豆粉等を、混合する混合工程である。
具体的には、ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液 1.5％、スキムミルク４％、天然塩 0.5％〜 1.5％、（黒）糖蜜１％、グルタミン酸ソーダ 0.5％、片栗粉２％〜６％、脱脂大豆粉３％〜９％を、精製水 100％に対して、混合する工程が、Ｂ工程である。なお、本発明に於て、百分率（％）は全て重量％を言うものとする。

言い換えると、10リットル（10kg）の精製水に対し、上記純粋培養液 150ml（ 150ｇ）、スキムミルク 400ｇ、天然塩50ｇ〜 150ｇ、（黒）糖蜜 100ｇ、グルタミン酸ソーダ50ｇ、片栗粉 200ｇ〜 600ｇ、脱脂大豆粉 300ｇ〜 900ｇを、混合する。

次に、Ｃ工程では、このような混合液を攪拌する工程であり、十分に攪拌混合を行う。次のＤ工程は、増殖培養工程であり、例えば、40℃で48時間保温し、ラクトバチルスファーメンタム菌を増殖させる。
その後、Ｅ工程では、ミキサーにてミキシングしてスラリー状にする（ミキシング工程）。

次のＦ工程は、スプレードライヤーによる噴霧乾燥工程（粉体化工程）であり、具体的には、 150℃〜 180℃の入口温度であって、75℃〜87℃の出口温度に設定したスプレードライヤーにて、噴霧乾燥して、平均粒径が１μｍ〜９μｍの粉体状の乳酸菌乾燥物（ラクトバチルスファーメンタム菌乾燥物）を得る工程である。このように、シングルミクロンの噴霧液滴を形成できる微粒化機構を有する噴霧乾燥装置を使用する。これによって、噴霧液滴の単位重量当りの表面積が大きくなり、乾燥風との接触が効率良く行われ、迅速な水分除去（乾燥）が行われると共に、乾燥風の熱による菌の損傷や死滅を、著しく抑えることが可能となる。また、上記シングルミクロンの噴霧液滴の乾燥工程中に、でんぷん質と糖類による保護膜が外表面に形成され、内部の生菌が保護されて、一層、菌の損傷や死滅を防止できることとなる。

そして、乳酸菌乾燥物は、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が、 1.1×10⁹cfu/g 〜 1.2×10¹⁰cfu/g と高い値を有し、かつ、平均粒径が１μｍ〜９μｍの粉体である。かつ、各粉体は、でんぷん質と糖類を有する保護膜で被覆されている。

次に、以下の表１〜表６は、各々、乳酸菌乾燥物の実施例１〜実施例６を示す。即ち、図２の混合工程Ｂに用いる各成分の重量割合を変えたもので、その後の増殖培養工程Ｄに特に影響し、測定結果（生菌数）に差異を生ずる。
表１〜表６に於て、測定結果（生菌数）も同時に記載している。

なお、表１〜表６に於て、測定結果（生菌数）の試験法は、次のように行った。
即ち、検体 0.1ｇ及び 0.2ｇを生理食塩水10mlに分散する。これらを原液として10倍希釈系列を作成し、標準寒天培地に各例１mlを混釈する。そして、37℃で16〜24時間培養後、現れたコロニー数を計測する事により、検体１ｇ当たりの生菌数を求める。

上記実施例１（表１）と実施例２（表２）と実施例３（表３）に於て、天然塩と片栗粉の添加量を相違させている。測定結果は、実施例２が最も生菌数が多く、安定性でも優れている。
また、上記実施例４（表４）と実施例５（表５）と実施例６（表６）に於て、脱脂大豆粉を相違させている。測定結果を比較すると、実施例５が最も生菌数が多く、 1.2×10¹⁰cfu/g を達成している。実施例４と実施例６は、 8.9×10⁹cfu/g として同じ生菌数であるが、十分良好であるといえる。
以上の実施例１〜６のいずれに於ても、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数は、 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g を達成している。

上述の実施例１〜６にて分かるように、ラクトバチルスファーメンタムは通常熱に弱く粉体にするには不向きと言われてきたが、でんぷん質、糖類によって保護膜が形成され、スプレードライヤーの熱にも耐えて、 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g という高純度───生菌率の高い───単一菌の粉体乳酸菌を製造することができる。（これは、他の耐熱性の低い菌にも応用が可能であるといえる。）また、粉体であるので菌の活動を停止させ得て、長期保存が可能である。また、保護膜で各粉体が被覆されているので耐熱性・耐酸性・耐塩性が向上している。特に、高純度の菌数を保持しつつ、菌の安定化も図られている。

ところで、スプレードライヤーによる噴霧乾燥時の入口温度を 150℃〜 180℃とし、出口温度を75℃〜87℃に設定した理由は、十分な生菌数を達成しつつ、十分な乾燥を短時間で得るためであり、 150℃未満（入口温度）・75℃未満（出口温度）であると、乾燥率が急に悪化して、７％を越える。逆に、 180℃（入口温度）・87℃（出口温度）を越えると、生菌数が急激に低下（急に10分の１に低下）するためである。

以上の製法によれば、ラクトバチルスファーメンタムの生菌の死滅や損傷が極力抑えられて、高い生菌率が保たれ、かつ、製造工程が簡易でありながら、十分に乾燥したラクトバチルスファーメンタムの乾燥物を安定して得られる。
また、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g の（高い）生菌率のラクトバチルスファーメンタムの乾燥物を、安定して得られ、製造工程も簡易で、大掛かりな製造設備を必要としない。
そして、各粉体がでんぷん質と糖類を有する保護膜で被覆させれば、耐熱性に優れ、かつ、耐酸性や耐塩性にも優れた特性を発揮する。

そして、本発明に係る家畜用飼料の製造方法の説明に戻って、分離工程について説明すると、この工程では、血液の乳酸発酵液には鉄鎖体が溶液として含まれており、発酵液を固液分離することで鉄鎖体を水溶液として得ることができる。
なお、乳酸発酵した血液には、血液の細胞質、凝固蛋白質、乳酸カルシウム、脂質などが乳化した状態で含まれているため、発酵液中の固形物を除去するために、自然沈殿ではなく、遠心分離、メンブレンフィルター、限外濾過膜などによる固液分離処理を行う。

特にメンブレンフィルターと限外濾過膜では、濾過膜の分画特性によって透過液の性状が違ったものとすることができる。その性状は、発酵液を遠心分離したものは凝固蛋白質と血液の細胞質が分離され、分離液中には、ミネラル、鉄鎖体、脂質、水溶性の有機物が含まれる。また、発酵液をメンブレンフィルターで透過処理したものは、脂質が除去され、ミネラル、鉄鎖体、水溶性の有機物が含まれる。さらに、発酵液を限外濾過膜で透過処理したものはミネラル、鉄鎖体、有機酸などの低分子有機物が含まれる。

次に、吸着乾燥工程について説明する。この工程では、上記分離工程にて得られた分離液を物質（吸着物）に吸着させる吸着工程と、分離液を吸着させた物質を乾燥させる乾燥工程とを有する。
固液分離された血液の乳酸発酵液は、生化学的に不安定であるため、外気にさらすと簡単に腐敗し変質するおそれがある。
そこで、吸着工程では、固形物を除去した分離液（発酵液）を物理的に安定化させるために多孔質の吸着物────沸石────に吸着させる。これより、吸蔵された分離液は物理的に安定する。なお、吸着物は、分離液に対して重量比で30％〜60％とするのが好ましい。

吸着物の粒子の大きさ（平均粒径）は、1mm 〜５mm程度のものがよく、下限値未満であると、表面積が小さくなり分離液の吸着率が悪く、上限値を超えると飼料として大きくなりすぎ、適さないおそれがある。

そして、乾燥工程では、吸着物に吸蔵させた分離液の成分は物理的に安定しているが、分離液は腐敗菌に冒されやすく容易に腐敗するため、これを防止するため、吸着物を乾燥させている。
乾燥工程は、乾燥機を使用したり、自然乾燥としてもよく、熱により乾燥させる。吸着物に吸蔵され、乾燥状態になった鉄鎖体は、物理的にも生化学的にも安定したものとなり、長期的に鉄鎖体の機能を発揮する飼料となる。

吸着乾燥工程における具体的な方法は、吸着物を平面上に配設し、分離液をスプレーにて噴霧しながら天火乾燥させる方法がある。これによれば、分離液中に吸着物を没し、吸着物にて自然に吸収させるよりも（重量において）２倍以上の吸収量を得ることができる。
さらに、好ましい方法としては、噴霧型の気流乾燥機により乾燥させると、自然吸収した場合の４倍以上の吸収量となる。

次に、上述した高濃度乳酸菌乾燥物を用いて得られた家畜用飼料の具体的な例について説明する。

〔実施例７〕
屠殺場にて採取した豚の血液を、55℃にて約４時間加熱し、その後、40℃に冷却し、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を混合する。これを40℃に保温して72時間乳酸発酵させた。その発酵液をメンブレンフィルターによって濾過し、その濾液に重量比で略半分の合成ゼオライトを加えて熱風乾燥機にて乾燥させた。これにより、ゼオライト１kgに対して88mgの鉄鎖体を含有するゼオライト吸着物の家畜用飼料が得られた。

以上のように本発明によれば、牛、豚などの屠殺場あるいは加工場から従来では廃棄されていた血液を乳酸醗酵、または乳酸菌と光栄養細菌により共生醗酵、することによって血液中の鉄鎖体を溶出させ、さらに醗酵物から凝固蛋白質などの固形物を固液体分離し、その分離液を沸石（ゼオライト）に吸着させ、乾燥させることによって、質の良い家畜用飼料を得ることができる。これにより、従来では廃棄されていた家畜の血液を処理して処分する必要もなくなる。

以上のように、本発明によれば、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を家畜の血液に混合して発酵させ、かつ、固液分離して得た分離液を吸着させた家畜用飼料であるため、これを飼料として与えることで、家畜の健康状態が良好に維持され、育成も順調で、体重増加も著しく改善する。さらに、肉に旨味があって、優れた肉質のものが得られる。

また、伝染病及び病気を予防でき、かつ、抗生物質の投与等の余分な薬品の使用が削減でき、肉質を向上させることのできる飼料となる。
血液を使用しているにもかかわらず腐敗させることがなく、長期保存が可能な飼料とできる。

本発明の家畜用飼料の製造方法によれば、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を、家畜の血液に混合し発酵させる工程を有するため、適量の空気を供給しながら発酵処理することにより血液中の有機物を分解し、血液を生化学的に安定させ、血液を使用しているにもかかわらず腐敗させることがなく、長期保存が可能な飼料とできる。

また、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍの粉体から成る乳酸菌乾燥物を家畜の血液に混合し発酵させ、その発酵液を固液分離し、分離液を吸着物に吸着させ該吸着物を乾燥させ家畜用飼料とする方法であるため、飼料の製造が容易であり、飼料の品質を安定させることができる。そして、得られた飼料は、家畜の健康状態を良好に維持させ、さらに、肉に旨味があって、優れた肉質のものを得ることができる。
また、家畜の伝染病及び病気を予防でき、肉質を向上させることのできる飼料が得られる。

本発明に係る家畜用飼料の製造方法の一部を示すフローチャート図である。

Claims

ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍとしてでんぷん質と糖類を有する保護膜で各々被覆された粉体から成る乳酸菌乾燥物を家畜の血液に対して0.03重量％〜0.7 重量％で混合して発酵させ、かつ、固液分離して得た分離液を吸着させた家畜用飼料であって、
上記乾燥物は、ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液 1.5％と、スキムミルク４％と、天然塩 0.5％〜 1.5％、糖蜜１％、グルタミン酸ソーダ 0.5％、片栗粉２％〜６％、脱脂大豆粉３％〜９％を、精製水 100％に対して、攪拌混合し、所定時間の増殖培養工程の後に、150 ℃〜180 ℃の入口温度かつ75℃〜87℃の出口温度に設定したスプレードライヤーにて噴霧乾燥させたものであることを特徴とする家畜用飼料。
ラクトバチルスファーメンタムの純粋培養液 1.5％と、スキムミルク４％と、天然塩 0.5％〜 1.5％、糖蜜１％、グルタミン酸ソーダ 0.5％、片栗粉２％〜６％、脱脂大豆粉３％〜９％を、精製水 100％に対して、攪拌混合し、所定時間の増殖培養工程の後に、150 ℃〜180 ℃の入口温度かつ75℃〜87℃の出口温度に設定したスプレードライヤーにて噴霧乾燥させ、乳酸菌乾燥物を製造し、
さらに、ラクトバチルスファーメンタムの生菌数が 1.1×10⁹〜 1.2×10¹⁰cfu/g であると共に平均粒径が１〜９μｍとしてでんぷん質と糖類を有する保護膜で各々被覆された粉体から成る上記乾燥物を家畜の血液に対して0.03重量％〜0.7 重量％で混合し発酵させ、その発酵液を固液分離し、分離液を吸着物に吸着させ該吸着物を乾燥させ家畜用飼料とすることを特徴とする家畜用飼料の製造方法。