JP4889286B2 - 蛋白質低分子化物及びそれを含有する飼料素材又は食品素材 - Google Patents
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Description
この処理方法の一つとして、種々の有害物質や化学物質も処理できる超臨界水が、この有機廃棄物の処理方法として研究されてきている。水を密封容器に入れて加熱していくと、気体の密度は増加し、温度647.096K(374℃)、22.1MPa以上を越えると、ついには気体と液体の密度が等しくなり、その境界が消失するが、この状態のものを超臨界水という。超臨界水は白金や金すら腐食するほど極めて強力な酸化力を持ち, ダイオキシンなどの難分解性物質や有害な化学物質などを極めて容易に分解し無害なものにできる。 また生ゴミなどを含む有機物を加水分解し二酸化炭素などの小分子にまで分解できる。しかし、ここまで酸化力が強いと逆に使いづらく、廃棄物は処理できるが資源化はできない。
油の誘電率2〜3に近くなる。そのため油を溶かす能力も同時に持っている。
以上のことから、亜臨界水により、有機廃棄物の分解をペプチドやアミノ酸レベルにとどめ、得られるペプチドやアミノ酸や種々の成分を利用して、有用な工業原料、食品素材、液肥素材を生産することが試みられた(例えば、特許文献1及び2)。
より具体的には、制限アミノ酸やシステインの含量に関して、養豚飼料として望まれるアミノ酸含量を表1(日本飼養標準(1998)より算出) に示すが、それに対し、慣用の飼料穀物の当該アミノ酸含量(日本標準飼料成分表(2001年版)参照)は表2の通りである。表1と表2をみた場合、穀物飼料ではリジン含量が不足しているため、他のリジンの豊富な素材の添加が必要なことがわかる。
そこで、本発明者らは、更に鋭意探求し、家畜血液を亜臨界水処理する際に抗酸化物質を共存させると、上記の問題を解消し得ることを見出した。特に、還元能を有するアミノ酸であるL-システインを約10%と多く有する羽毛や、同じくL-システインを豊富に含有する羊毛や豚毛等の獣毛(主にケラチン)を同時に亜臨界水処理することにより、廃棄物処理されていた羽毛の有効利用が図れることを見出した。また同時にこの混合した羽毛は、家畜飼料において有用なメチオニンを3〜4%と多く含むので、血液と羽毛の混合物を亜臨界水処理することにより、高い嗜好性とより高い栄養性を有するより高い成長性をもたらす飼料素材を生み出すことができた。
更に、羽毛や獣毛以外にも、動物臓器・組織も羽毛や獣毛と同様に使用し得ることが判明した。
上記の処理に際しては、家畜血液と共に抗酸化物質を用いるのが好ましい。抗酸化物質としては、亜臨界水処理により抗酸化物質を産生する原料も使用でき、この方法においては、原料として家畜血液と共に家畜の臓器・組織及び/又は羽毛及び/又は獣毛を用いることが好ましく、家畜血液と家畜羽毛を用いる場合には、それぞれ99〜1:1〜99(重量比)で使用するのが好ましい。
また、上記の家畜としては、牛、豚、鶏、羊、山羊、馬、ワニ、カンガルー、鳩、キジ、雀、ホロホロ鳥、ウズラ、ダチョウなどが例示することができる。
更に、本発明は、上記の製造方法で得られた蛋白質低分子化物を含有する飼料素材又は食品素材である。
更に、本発明の飼料素材又は食品素材は、上記の方法で得られた蛋白質低分子化物を含有するものであり、リジンなどの有用アミノ酸を含有する蛋白質低分子化物あることから、飼料や食品の素材として広く利用することができる。
亜臨界水処理条件としては、170℃〜250℃、1秒〜20分、2MPa〜10MPa、より好ましくは200〜240℃、5秒〜5分、6MPa〜10MPaの処理条件が挙げられる。
亜臨界水処理システムは既に市販されており、それを利用することができる。
処理終了後、処理水を放冷し、適当なメッシュの篩で不溶性物を分離した後、分離液を常法に準じて濃縮し、粉末化することにより、または濃縮・粉末化することなしに、家畜血液の蛋白質低分子化物を得ることができる。
このような問題を解消するため、上記の家畜血液の亜臨界水処理に際して、抗酸化物質を共存させるのが好ましい。
上記の抗酸化物質としては、慣用の抗酸化物質を利用することができ、例えば、システイン塩酸塩、シスチンなどのシステイン類、亜硫酸塩、グルタチオンを挙げることができる。
好ましくは、亜臨界水処理により抗酸化物質を産出するような原料が使用され、特に廃棄物処理を兼ねて羽毛、更には、ほ乳類等の皮膚上に存在する獣毛、例えば、羊毛や豚毛が好適に使用される。一例としては、前述のように、羽毛の蛋白質中にはL-システインが多く含まれており、亜臨界水処理することによりL-システインが産生され、上記鉄分による酸化が抑制され、臭気や変色を防止することができる。更に、羽毛は、家畜飼料において有用なメチオニンも3〜4%と多く含むことより、血液と羽毛の混合物を亜臨界水処理することにより、高い嗜好性とより高い栄養性を有するより高い成長性をもたらす飼料を生み出すことができる。
当該血液と羽毛(及び/又は獣毛)の使用割合は特に限定されず、適宜な割合で使用でき、例えば、血液:羽毛(及び/又は獣毛)=1:99〜99:1(重量比、以下同様)、好ましくは20:80〜80:20で調整できる。
従って、本発明の製造方法で得られた蛋白質低分子化物は、食品や飼料として、また食品や飼料の素材として利用することができる。
亜臨界水処理
処理検体として、豚血液、豚臓器、鶏羽毛、鶏臓器及び羊毛を使用した。豚血液は、と畜場にて放血された豚血液を回収(クエン酸ナトリウム添加)し、解凍(凍結融解2回、固形分約13.7%)したものを使用した。豚臓器及び鶏臓器は、と畜場及び処理場で採取されたものを低温状態で移送したものを使用した。鶏羽毛は処理場より得たものを使用した。羊毛は、羊から刈り取ったものを使用した。豚臓器、鶏臓器、鶏羽毛及び羊毛は細断したのち処理した。
使用した連続亜臨界水処理試験機は、主に高圧ポンプ、反応容器、加熱炉からなる装置で、亜臨界水処理方法としては、豚血液(及び/又は臓器類、羽毛、羊毛)をポンプで連続的に供給し、220℃、8MPaに保たれた反応容器で約1.5分間滞留させることにより反応させた。
反応終了後、放冷し100℃以下になった時点で回収し、100メッシュの篩で不溶性物を除去し、濃縮して粉末化した。かくして得られた生成物は主としてペプチドとアミノ酸の混合物である。当該生成物を少量の水に溶解し、75%エタノールを加えて高分子物質(蛋白質)を沈殿させ、上清を分離した。この上清を塩酸加水分解処理し、アミノ酸オートアナライザーで分析した。その結果を表3に示す。
なお、表中、抗酸化能は、ESR装置を用いたヒドロキシラジカルの消去活性を測定(DMPO法を用いたスピントラップ法)により測定したもので、豚血液サンプルを1としたときの相対比である。
また、豚血液と鶏羽毛の亜臨界水処理物の臭気を表4に示す。なお、本臭気分析方法は、飼料分析基準の揮発性塩基性窒素の測定法(ケルダール法の変法)に従い試験を実施した。
また、羽毛単独の亜臨界水処理物は、システインの含量が高く、高い酸化抑制能を有していることがわかる。そして、両者を混合した原料の処理物は、リジンによる栄養素の補完が行え、その上、表4に示されるように、システインによる酸化防止により臭気が改善された家畜飼料及び家畜飼料素材として使用できることがわかった。
飼料の嗜好性及び成長試験
飼料の嗜好性及び成長試験を以下の方法で行った。
平均体重45kgのLWD豚60頭を用いて、6試験区に10頭ずつ配置し、試験を行った。試験豚の選定に関しては、各区の品種及び性ができるだけ均等となるよう配慮した。
飼料は、重量%で、黄色トウモロコシ40.0、マイロ34.0、大豆粕13.0、亜臨界水処理物5.0、フスマ3.0、動物性油脂2.0、ミネラル類3.0の各成分を配合したものを給餌器に入れて三週間、自由摂取させた。
給餌器に設置した配合飼料成分としての亜臨界水処理物に処理物(血液:羽毛=10:0)を設置した。摂食量及び試験豚の体重測定は、毎週一回おこなった。そして、摂取した量を表5に記した。また、表6においては、3週間摂取した量を1日あたりに換算した数値を、飼料摂取量とし、同じく1日あたりに換算した体重の変化量を増体量として示し、この増体量を飼料摂取量で割った値を飼料効率として示した。以下の試験例2〜4並びに比較例1及び2の結果も表5及び6に示した。更に、表5、表6の結果に関し、有意差検定を行い、この結果も併せて表記した。
試験例1において、亜臨界水処理物として処理物(血液:羽毛=8:2)を配合した以外は、同様に処置した。
試験例1において、亜臨界水処理物として処理物(血液:羽毛=5:5)を配合した以外は、同様に処置した。
試験例1において、亜臨界水処理物として処理物(血液:羽毛=2:8)を配合した以外は、同様に処置した。
試験例1において、亜臨界水処理物の代わりに亜臨界水処理を行わなかった血液粉末(血粉)を配合した以外は、同様に処置した。
試験例1において、標準的な飼料の例として、亜臨界水処理物の代わりにミートボーンミールを配合した以外は、同様に処置した。
Claims (6)
- 家畜血液を亜臨界水処理して、リジンを3〜8%含有する蛋白質低分子化物を得ることからなる蛋白質低分子化物の製造方法。
- 家畜血液と共に抗酸化物質を用いる請求項1記載の製造方法。
- 亜臨界水処理により抗酸化物質を産生する家畜の臓器・組織及び/又は羽毛及び/又は獣毛を用いる請求項2記載の製造方法。
- 家畜血液と家畜羽毛を、それぞれ99〜1:1〜99(重量比)で使用する請求項3記載の製造方法。
- 家畜が、牛、豚、鶏、羊、山羊、馬、ワニ、カンガルー、鳩、キジ、雀、ホロホロ鳥、ウズラ、ダチョウである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 家畜血液単独又は家畜血液と抗酸化物質を亜臨界水処理して得られた、リジンを3〜8%含有する蛋白質低分子化物を含有する飼料素材又は食品素材。
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