JP4709380B2 - 水産飼料用の微生物アラキドン酸(ara) - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は微生物由来のアラキドン酸(ARA)の水産飼料組成物における使用、水棲(例、海洋)動物への給餌および水産養殖における使用に関する。該ARAは単細胞生物から誘導でき、トリグリセリドの形態でもよい。
【0002】
背景技術
アラキドン酸(ARA)は、長鎖ポリ不飽和脂肪酸類(LC−PUFA’s)の1つである。これは、化学的に、シス−5,8,11,14エイコサテトラエン酸(20:4)であり、LC−PUFA’sの(n−6)ファミリーに属する。
アラキドン酸は、プロスタグランジン類、トロンボキサン類およびロイコトリエン類を含む群であるエイコサノイド類としてまとめて知られる広範な生物学的活性化合物の主な前駆体(魚類およびより高等な陸上脊椎動物における)である。魚介類および、ネコのような種々の陸上動物は、Δ−5デサチュラーゼ作用を欠き、脂肪酸18:2(n−6)(リノール酸)をARAに変換することができない。アラキドン酸は、エイコサノイド類を産生するのに必須であり、これらの動物にとっては必須脂肪酸であって、彼等の食事中に与えなければならない。
EPAの相対的過剰がアラキドン酸からのエイコサノイド類の産生を妨害しうるので、彼等の食事におけるエイコサペンタエン酸(EPA){20:5(n−3)}:ドコサヘキサエン酸(DHA){22:6(n−3)}:アラキドン酸{20:4(n−6)}の比率が重要となりうる。魚介類の通常の飼料は、魚油起源のアラキドン酸の種々の量を含有している。公知の魚油のアラキドン酸含量は変動するが、通常、比較的低く、存在する全脂肪酸の約1%である(Sargent, J.R., McEvoy, L.A.およびBell, J.G.: Aquaculture, 155 (1997), p. 117-127)。
魚類幼生(larvae)の生育能力は、しばしば、食事の栄養成分によって大部分が決定される。同様な供給源でもLC−PUFAレベルは非常に変動し、存在するアラキドン酸の実質的な部分が原料の殺菌工程で破壊されるので、魚油、動物のあら等のような利用できる原料を用いてエイコサペンタエン酸:ドコサヘキサエン酸:アラキドン酸の所望の比率を得ることが困難である。
【0003】
本発明の1つの目的は、再現性ある品質のアラキドン酸供給源を提供し、魚類幼生や、小エビ(shrimp)用の飼料(例、活餌)における十分なアラキドン酸レベルと、これらの動物にとってアラキドン酸:エイコサペンタエン酸:ドコサヘキサエン酸の適性な比率を見出すことを、水産養殖工業に可能とすることである。ほぼ全ての水産養殖(mariculture)生産システムが活餌、とりわけ、他の活餌も存在するが、ワムシ類(Brachinous plicatilis)およびブラインシュリンプ(Artemia)のノープリウス(nauplii)に依存している。
活餌を魚油由来のエイコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸で強化することが報告されている(上記Sargent et al.)。彼等はまた、多量のドコサヘキサエン酸を含有する藻類および真菌類の凍結乾燥または噴霧乾燥細胞を活餌の強化に使用する可能性を記載している。
Sargentらは、アラキドン酸を示唆しているが、ホスホリピドの形である。アラキドン酸のホスホリピド類は、魚油中に存在するアラアキドン酸の形態であるので、カレイおよび小エビの活餌における天然供給源である。アラキドン酸のホスホリピドは(遊離のアラキドン酸と比較して)、酸化を受けにくく、水産養殖工業にとって好ましい。
WO−A−90/07283(サントリー)は、n−3脂肪酸(例、EPA、DHA)またはそのエステル類を含む真菌細胞を含有する魚介類の飼料に言及している。しかし、やはり、これらもしばしばARAが低く、さらに、ARAはしばしばホスホリピドとして存在する。
しかしながら、微生物由来ARAを用いることにより、水産動物内で非常に高いARA含量を達成できることが判明した。単細胞成分から由来するARAを含有する飼料を水産動物に与えると、ARAの強化が著しく増強されることを見出した。
【0004】
発明の開示
すなわち、本発明の第1の態様により、1つ以上の(水産)飼料成分および/または材料と、微生物由来のアラキドン酸(ARA)を含む水産飼料組成物を提供される。かくして、このARAは、微生物のような単細胞生物から由来でき、これにより、魚油(または水産)供給源を排除するものである。通常、微生物由来ARAはトリグリセリド形であり、本発明はまた、トリグリセリド形のARAを含む水産飼料組成物に関する。
好ましくは、飼料は(実質的に)ホスホリピド形のARAを含まない。すなわち、本発明は、水産供給源(例、魚油)のARA形であるホスホリピドARAの使用を避けることができる。このように天然供給源とは異なる、換言すれば通常その生物の摂取しない形態のARA形を水産動物に与えることは、直観に反しているように見える。にもかかわらず、本出願人はこれにより以外な利益がもたらされることを見出した。
該ARAは、通常、油として、または油中に存在する。すなわち、この油を、微生物供給源からのような単細胞生物から誘導または産生させることができる。この油は、少なくとも10%、例えば、少なくとも20%、好ましくは少なくとも30%、有利には少なくとも35%、最適には少なくとも40%(脂肪酸の総量に基づいて)のARAを含むことができる。この油は、少なくとも250g/kg油、好ましくは少なくとも300g/kg油、最適には少なくとも350g/kg油のARA含量を有しうる。この油は、好適には最少トリグリセリド含量が90%、少なくとも95%、最適には少なくとも97%である。存在するARAのうち、好ましくは少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、最適には少なくとも95%がトリグリセリドの形態である。
【0005】
好ましくは、ARAは、例えば、ARAを産生した微生物細胞のような細胞の内部にそのまま存在することはない。すなわち、本発明の水産飼料は、ARAを生産した単細胞生物または微生物を(実質的に)含まないものとすることができる。これは、飼料組成物の処方を容易にするのみならず、驚くべきことに、ARAは、それを産生した細胞から抽出した方がより安定であることが判明した。
ARAを水産飼料に使用することは示唆されているが、通常、水産供給源からのホスホリピド形のARAを使用する傾向にある。これは、ホスホリピド形が水産動物にとって天然由来のものであるのみならず、酸化を受けにくいからである。しかしながら、この先入観にもかかわらず、本出願人は、微生物由来ARA(またはトリグリセリド形態のARA)がARAのホスホリピド形よりも利点を提供できることを見出した。特に、本発明の飼料組成物を与えた水産生物によるARAのより高い摂取および使用がある。さらに、微生物ARAの高い品質により、酸化の問題も克服または軽減できる。
微生物ARAのさらなる利点は、油が、例えば、魚油よりもARA含量の高いことであり、このことはより少ない微生物油を用いて同じ量のARAをデリバリーできることを意味する。
【0006】
ARAが由来する、または産生される微生物(または単細胞)供給源は、好適には、例えば、真菌類または藻類のような繊維状の微生物である。好ましい真菌は、ムコラーレス(Mucorales)目のものである。例えば、真菌類は、モルチエレラ(Mortierella)、フィコマイセス(Phycomyces)、バルケスラ(Blakeslea)またはアスペルギルス(Aspergillus)属のものである。例えば、好ましい真菌類は、モルチエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)、バスケスラ・トリスポラ(Blaskeslae trispora)およびアスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)種である。
好ましい藻類は、渦鞭毛虫類および/またはクリプテコディニウム(Crypthecodinium)属に属するものである。好ましい藻類は、クリプテコディニウム・コーニイ(Crypthecodinium chonii)種である。
これらのARA供給源は、PUFA含量が種類および用いた加工技術によって変動しうる水産供給源とは異なり、予測できる品質のARAを産生する。
ARAは好ましくは、発酵により微生物(または単細胞生物)供給源から誘導または産生される。微生物は(大規模)ファーメンター中で増殖できる。発酵は、資化できる炭素源(例えば、グルコースまたはマルトデキストリン)および適当な窒素源(例えば、硫酸アンモニウムからのようなアンモニウムイオンまたは酵母エキス)を含む水性組成物中に微生物が存在する場合に起こる。
発酵の間または後に、例えば、水溶液のような、微生物と培地を含む発酵「ブロス」を得る。ついで、これらを分離(例、濾過、遠心分離または他の固−液分離技術により)して水溶液(例、盧液の形態で)および微生物(バイオマスと称する)を得る。ついで、ARA(および、要すれば、他のPUFAs)をバイオマスから抽出および/または単離できる。これは、例えば、非極性溶媒またはARAを溶解できる他の適当な溶媒を使用して行なうことができる。特に、これはヘキサンのようなC3-8アルカンとすることができる。
ARA抽出前に、バイオマスを機械的、化学的および/または物理的プロセッシングに付すことができる。例えば、バイオマスを加熱および/または殺菌することができる。バイオマスは、例えば、押出により顆粒に加工することができる。
【0007】
上記したように、ARAは好ましくは油として水産飼料中に存在する。この油は、エマルジョンとして存在することができる。すなわち、ARAは水中油型エマルジョンの油として提供することができる。エマルジョンは、好ましくは、乳化剤を含み、さらに、抗酸化剤を含有してもよい。レシチンが両方の機能を果たし得る。
本発明の組成物は水棲動物の飼料として使用でき、一般に、水産養殖において使用できる。該組成物を与えるのに適した水産生物は塩水または海水生物である。適当には、該生物は冷水生物である。
該組成物を与える水産生物は、幼生(例、クルスタセア(Crustacea)亜門の幼生)、ワムシ類(ロチフェラ(Rotifera)門のような)またはノープリウス(例、アルテミア(Artemia)の幼生)とすることができる。好ましいワムシ類は、ブラキノウス・プリカチリス(Brachinous plicatilis)種のものである。これら全ての生物は比較的小さく、それら自体が、より大型の生物によって消化される水産飼料となり得る。この場合、これらの生物は飼料成分または材料の1つであり、「活」餌を構成する。この場合、ARAは予めこれらの生物の内部にあってもよく、または組成物の他の部分にあってもよい。
本発明の組成物を与える他の適当な水産生物は、コペポーダ類(例、コペポーダ(Copepoda)綱のもの)、例えば、チスベ(Tisbe)、アカルチア(Acartia)、アルテミアおよび/またはユリテモラ(Eurytemora)綱のものとすることができる。
特に意図する水産生物は、モルスカ(Mollusca)門、例えば、ビバルビア(Bivalvia)綱、プロトブランキア(Protobranchia)およびラメリブランキア(Lamellibranchia)亜綱(ミチリス(Mytilus)およびオストレア(Ostrea)、イガイおよびカキを含む)に属する。また、コレオイダ(Coleoida)亜綱、例えば、デカポーダ(Decapoda)、セピア(Sepia)、ロリゴ(Loligo)(イカおよびコウイカを含む)およびオクトポーダ(Octopoda) (タコ)のようなセファロポーダ(Cephalopoda)綱の生物も含まれる。
他の生物は、ザリガニを含むアスタクス(Astacus)部門のようなクルスタセア(Crustacea)亜門、およびエビおよび小エビを含むガマルス(Gammarus)部門のようなアムフィポーダ(Amphipoda)目のものである。
かくして、水産生物には、タコや、イカ、エビ(prawn、Leander)および小エビ(Crangon)のような無脊椎生物を含めることができる。また、ニシン、ヒラメ(例、Scophthalmus maximus)、オヒョウ、サケ(Atlantic、Chinook、Coho、Pacific)、マス(ニジマス、Oncorhynchus mykissのような)、ブリーム(タイ、Sparus aurataのような)、シタビラメ(普通のシタビラメ、Solea solea L、セネガルシタビラメ、Solea senegalensis Kausのような)、バス(シーバス、Dicentrarchus labraのような)、カレイ(日本のカレイのようなParlichtys、Parlichtys divaceus)、ブリ(Yellow tail)、サバヒー(Milkfish)およびイワナ(Arctic Charr)のような魚類または他の脊椎生物も含まれる。
また、ロブスターや、イガイ、カキ、ハマグリのような貝類、エビ(rosenbergiiのようなMacrobrachium)、小エビ(japonicus、Kurum shrimp、white leg shrimp、monodonおよびsetiferusのようなPenaeus)のような魚介類も含まれる。
好ましい小エビはアルテミア綱のものである。特に、アルテミアのノープリウスを、活餌として与えるか、本発明の組成物に含めることができる。
【0008】
食用水産生物を、より大型の生物に消費させるための食物中に与える活餌は、特に、若い生物またはそれらの発生の早期段階、例えば、3日目まで、さらには5日目までまたは10日齢までのような幼生用に適している。これは、そのような生物が用意した食事を有効に資化できない可能性があることによる。生きた生物は、通常、種々の、または標準的な飼料成分および/または材料に加えて飼料に入れる。生きたノープリウス、例えば、ブラインシュリンプまたはアルテミアは特に幼生に適している。
【0009】
他の成分または材料には、例えば、フィッシュミール、大豆ミール、小麦ミールバインダーおよび/または安定剤と、要すれば、ミネラルおよび/またはビタミンが包含される。飼料は、ペレットおよび/または顆粒の形態とすることができる。幼生(例、魚類および甲殻類)には、最初、活餌を与え、後に活餌でない飼料を与えることができる。
含ませることのできる種々の材料の量の幾つかの例として、つぎの例を挙げる。
フィッシュミール 30〜60%、例えば、40〜50%
酵素的に消化したフィッシュ
ミール(濃縮物) 1〜15%、例えば、 5〜10%
大豆および/または小麦
ミール 5〜25%、例えば、10〜18%(各)
ミネラル類および/または
ビタミン類 1〜2%のような0.5〜4%(各)
多くの水産生物、特に魚類に対し、食事は10〜40%の脂質を含有することができる。また、35〜50%のタンパク質を含有することもできる。好適には、生物に利用できるリンの量は0.8%より少ない。この食事は天然または人工のカロチノイド類、ビタミン類および/またはミネラル類を含んでよい。
飼料(例、非活餌)中のARAの量は、0.1〜5%、例えば0.1〜2%が好ましい。かくして、n−6PUFAsの総量は5〜50%、例えば、5〜30%とすることができる。ここで、ARAは、生食用水産生物(それによってすでに消費された)の内部にあってもよい。
【0010】
要すれば、該水産飼料は他のポリ不飽和脂肪酸(PUFAs)、例えば、C18、C20および/またはC22ω−3またはω−6PUFAを含んでいてもよい。意図する他のPUFAsには、例えば、ドコサヘキサエン酸(DHA)(藻類Crypthecodiniumまたは真菌Thraustochytriumのような藻類または真菌からの)、ガンマ−リノール酸(GLA)および/またはEPAが包含される。これらのPUFAsのいずれもが個別に与えることができ、あるいはARAを含む油中に存在させることができる。
ARAに加えてEPAを与える場合、EPA:ARAの比率は、1:0.5〜1:2、例えば1:1〜1:1.6とすることができる。DHAが存在する場合、DHA:ARAの比率は、1:0.2〜1:1、例えば1:0.25〜1:0.7とすることができる。かくして、EPAおよびDHAの両方が存在する場合、DHA:EPA:ARAの比率は、3〜5:0.5〜2.0:1.0〜2.0(例、活餌でない場合)または1.0〜2.0:0.7〜1.3:0.7〜1.3(活餌の場合)とすることができる。
【0011】
本発明の第2の態様は、微生物由来のARAまたはトリグリセリド形のARAを1つ以上の飼料成分および/または材料と混合することを特徴とする水産飼料組成物の製造法に関する。これらには、上記したフィッシュミールおよび植物由来の材料を含めることができる。
該飼料組成物は、例えば、上記した幼生、ノープリウスまたはワムシ類のような生きた多細胞水産生物を含む「生」組成物であってもよい。
したがって、本発明のこの態様には、存在する水産飼料組成物を該ARAで補足することも包含される。
【0012】
本発明の第3の態様は、微生物由来のARA、トリグリセリド形のARA(またはこれらの形のARAのいずれかを含む水産飼料組成物)の、水産生物の生育および/または色素形成促進のための使用に関する。この使用も、例えば、栄養補充のような水産飼料の補足まで拡大できる。また、この使用は、水産生物のエイコサノイド産生援助も意図している。
本発明の第4の態様は、第1の態様の水産飼料組成物で水産生物を養殖することに関する。
本発明の第5の態様は、水産生物の生育および/または色素形成方法に関し、この方法では、水産生物を第1の態様の水産飼料組成物で養殖することを含む。
本発明の1つの態様の好ましい特色および特徴は他の態様にとっても必要な変更をくわえることのより好適となる。
つぎに実施例を挙げて本発明を説明するが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。
【0013】
比較実施例1および2ならびに実施例3
微生物由来アラキドン酸(ARA)によるアルテミア飼料の強化
国際出願PCT/EP97/01446(WO−A−97/36996)の実施例1のプロトコールを用いて真菌Mortierella alpinaから粗アラキドン酸(ARA)油を製造した。この油は、Gist-brocades B.V.からVEVODATMの商標で入手できる。ついで、この油を、レシチンを用いてアラキドン酸強化エマルジョンの処方用に用いた(レシチンの最終濃度10%)。
ARA油のエマルジョンを処方し、ドコサヘキサエン酸(DHA)、エイコサペンタエン酸(EPA)およびアラキドン酸(ARA)比4/1/1.5(実施例3)を得た。微生物由来のARAの変わりに魚油を用いて他のエマルジョン(比較実施例2)を処方し、DHA:EPA:ARAの比2.5/1/0.2とした。この2つのエマルジョンを、3000rpmで15分間遠心分離して安定性のテストをした。両方のエマルジョンともこの遠心分離テストで安定であり、2つの層への分離は見られなかった。
アルテミアの嚢包を温度28℃の海水中で孵化させた。孵化して24時間後、ノープリウスを収集し、250ノープリウス/mlの密度で強化タンクに入れた。
ついで、該2つのエマルジョンを標準的ノープリウス食の補足に使用した(各々重複して)。
a)300ppmの微生物アラキドン酸(ARA)エマルジョン(実施例3)で強化
b)300ppmの魚油エマルジョン(比較実施例2)で強化
ひき続き強化した後、ノープリウスの試料を取り、Lepage Roy,J. Lip. Res., 25: 1391-6 (1984)に記載されているFAME(脂肪酸メチルエステル)法を用いて脂肪酸分析を行ない、それらのPUFA含量を測定した。対照として、どちらのエマルジョンも用いない標準飼料で幾らかのノープリウスを生育させた(ARAなし、比較実施例1)。
強化ノープリウスおよび対照ノープリウスのドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸およびアラキドン酸レベルを表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
この結果は、Mortierella alpinaが産生したアラキドン酸油をアルテミア飼料の強化に使用できることを示している。これは、飼料を与えられたノープリウスにおけるドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸およびアラキドン酸の比の変化をもたらした。該微生物油によって供給された脂肪酸の比率は、生物におけるARA含量を著しく増加させることにより、水棲種における生育および色素形成増加に非常に適している。これらのARA強化ノープリウスは、それら自体、より大型の水棲動物の飼料組成物の活餌成分として使用することができる。
同じ操作を、ただし、アルテミアのノープリウスの変わりに、ワムシ(Brachi nous plicatilis)を用いて繰り返した。
【0016】
比較実施例4および5ならびに施例6
商業的供給源から、4日齢のPenaeus monodon(ウシエビ(giant tiger shrimp))の後期幼生を得、20後期幼生/lの密度で、28℃の温度にて殺菌した海水中で生育させた。ARA強化アルテミアノープリウスおよび対照ノープリウス(実施例2および3からの)を1日4回、10日間タンクに任意に与えた(Rees, J.F., Cure, K., Piyatiratitivorkaul, Sorgeloos, P.およびMenasveta, P, Aquaculture, 122 (1994), 193-207に記載に従って)。
幼生の全体の塊の増加を生育の指標とした。実験の開始時と終わりに乾燥重量(全バイオマスの)を測定した。重量の増加を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】
この結果は、微生物ARA強化アルテミアノープリウスの幼生生育に対する良好な効果を明確に示している。
実験の終わりに、15日齢の後期幼生を凍結乾燥した。上記の実施例に記載した標準的な方法を用いて幼生の脂肪酸組成を分析した。結果をエビのmgFAME(脂肪酸メチルエステル)/g乾燥重量で表わす。
【0019】
【表3】
【0020】
この結果は、ARAの微生物供給源を使用により後期幼生におけるARA含量が著しく増加することを示している。
比較実施例7および8ならびに実施例9
幼生の生育に対するARA強化飼料の効果
実施例4〜6と同様の実験を、ただし、ホワイトバス(white bass)の幼生を使用して繰り返した。用いた方法は、J.A. ClawsonおよびT.T. Lovell, Aquaculture, 108 (1992): 125-134に記載されている。得られた結果は、微生物ARA強化アルタミアノープリウスでのホワイトバスの飼育は、魚油強化の対照アリタミアノープリウスと比較して生育を改善した。
Claims (18)
- 1つ以上の飼料成分および/または材料と、微生物由来のトリグリセリド形のアラキドン酸(ARA)を含み、ホスホリピド形のARAを実質的に含まない水産飼料組成物であって、ARAを生産するか、またはその生産能を有する微生物を実質的に含まず、ドコサヘキサエン酸(DHA)およびエイコサペンタエン酸(EPA)を含む、組成物。
- ARAが真菌または藻類が産生した、またはそれらから由来するものである請求項1記載の組成物。
- 真菌がムコラーレス(Mucorales)目のものである請求項2記載の組成物。
- 真菌がモルチエレラ(Mortierella)、フィコマイセス(Phycomyces)、バラケスラ(Blakeslea)またはアスペルギルス(Aspergillus)属のものである請求項3記載の組成物。
- 真菌がモルチエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)種である請求項2ないし4のいずれか1項記載の組成物。
- ARAが油として存在する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の組成物。
- 油中のARA含量が少なくとも20%である請求項6記載の組成物。
- ARSを含む油を水中油型エマルジョンとして処方する請求項6または7記載の組成物。
- 「生き」餌組成物であり、食用水産生物を含む請求項1ないし8のいずれか1項記載の組成物。
- 活餌として存在する食用水産生物、または組成物を食べさせる水産生物のいずれかが、幼生、ワムシ類またはノープリウスである請求項9記載の組成物。
- 生物がクルスタセア(Crustacea)亜門またはロチフェラ(Rotifera)門のものである請求項10記載の組成物。
- ARAが活餌中の食用水産生物中に存在する請求項10または11記載の組成物。
- 微生物由来のトリグリセリド形のアラキドン酸(ARA)を1つ以上の飼料成分および/または材料と混合することを特徴とする水産飼料組成物の製造法であって、該組成物がDHAおよびEPAを含むところの方法。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の飼料組成物の、水産生物の生育および/または色素形成促進のための使用。
- 水産生物に請求項1ないし12のいずれか1項記載の水産飼料組成物を与えることを特徴とする水産生物の生育および/または色素形成促進方法。
- 水産生物に請求項1ないし12のいずれか1項記載の飼料組成物を与えることを特徴とする水産生物への給餌方法。
- 水産生物が、コペポーダ(Copepoda)またはセファロポーダ(Sephalopoda)綱、モルスカ(Mollusca)門、クルスタセア(Crustacea)亜門、リーンダー(Leander)亜門またはクランゴン(Crangon)亜門のものである請求項15または16記載の方法。
- 生物が、イガイ、カキ、イカ、コウイカ、タコ、ザリガニ、エビ、小エビ、ニシン、ヒラメ、オヒョウ、サケ、マス、ブリーム、シラビラメ、バス、カレイ、チャー、ロブスターまたはハマグリである請求項15ないし17のいずれか1項記載の方法。
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