JP5108443B2 - 反芻動物用の飼料添加剤およびその含有飼料 - Google Patents
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Description
ルーメン内のメタン生成菌は水素を利用して二酸化炭素を還元してメタンを生成している。メタンの温暖化に対する寄与率は二酸化炭素に次いで高く、総メタン放出量のうち、反芻家畜から放出されるメタンは15〜20%を占めるとされる。
抗生物質は、(1)家畜の病原菌感染の予防、(2)代謝の改善、(3)腸内の有害菌の増殖抑制などの効果により成長促進作用を表すとされているが、詳細は依然不明である。その一方、飼料に抗生物質を混ぜることにより結果として抗生物質を広く環境にばら撒くこととなり、そのため発生する抗生物質耐性菌の出現が社会問題となっている。近年、抗生物質の飼料への添加が厳しく規制されるようになってきており、欧州では2006年1月までに成長促進を目的とした抗生物質の使用が禁止されている。また、生産者からも抗生物質を使用しない畜産物に対する要望は強く、抗生物質の代替物のニーズは大きくなってきている。
(1)マンノシルエリスリトールリピッド及び/またはラムノリピッドを含有する、反芻動物用飼料添加剤。
(2)マンノシルエリスリトールリピッドがPseudozyma属に属する酵母から得られることを特徴とする、(1)記載の飼料添加剤。
(3)(1)又は(2)のいずれか一項に記載の飼料添加剤を含む、飼料。
(4)(3)に記載の飼料を反芻動物に摂取させることを特徴とする、反芻動物の飼育方法。
なお、R3及びR4が共にアセチル基であるものはMEL−A、R3が水素であり、R4がアセチル基であるものはMEL−B、R3がアセチル基であり、R4が水素であるものはMEL−Cと呼ばれる。
また、本発明の飼料添加剤におけるMELは、一種のみであっても、複数種の混合物であってもよい。
NBRC 10182菌株、NBRC 10260菌株、NBRC 10736菌株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構の生物遺伝資源部門(NBRC)に登録されている株である。
また、MELは、合成したものや市販品を用いることもできる。
また、本発明の飼料添加剤におけるRLは、一種のみであっても、複数種の混合物であってもよい。
Pseudomonas aeruginosaを用いることが好ましい。具体的には、例えばPseudomonas aeruginosa NBRC 3924菌株、Pseudomonas sp. DSM 2874菌株等を用いることができる。
NBRC 3924菌株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構の生物遺伝資源部門(NBRC)に登録されている菌株である。
DSM 2874菌株は、Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(DSMZ)に登録されている菌株である。
また、RLは、合成したものや市販品を用いることもできる。
MELを生産させるためには、天然油脂類、脂肪酸、アルコール、ケトン類、炭化水素類、n−アルカン等の原料のうち、用いる微生物に適した原料を選択し、その微生物の培養に通常用いられる培養温度を用いて培養すればよい。上記原料として好ましいのは、天然油脂類であり、例えば、大豆油、ひまわり油、ココナッツ油、綿実油、コーン油、パーム油等を用いることができ、この中でも特に大豆油が好ましく用いられる。
また、RLを生産させるためには、天然油脂類、脂肪酸、アルコール、ケトン類、炭化水素類、n−アルカン、糖類等の原料のうち、用いる微生物に適した原料を選択し、その微生物の培養に通常用いられる培養温度を用いて培養すればよい。このような方法として、例えば、特開平10−75796号公報に記載の方法を用いることができる。
何れの場合も、培養方法は特に制限されず、静置培養、往復動式振とう培養、回転動式振とう培養、ジャーファーメンター培養などによる液体培養法や固体培養法を用いることができる。
また、Pseudomonas属に属する細菌を用いて、RLを生産する場合には、通常Pseudomonas属に属する細菌の培養に用いられる培地に、大豆油等の天然油脂類、グルコース等の糖類、エタノール等のアルコール類を添加し、20〜40℃で培養すればよい。
;各種エステル、エーテル、ケトン類等の着香料が挙げられる。
飼料を摂取させる方法及び飼育する方法は、動物の種類に応じて、通常用いられる方法をとることができる。
(1)シュードザイマ属酵母の培養
(前培養)
ポテトデキストロース培地10mlを試験管に入れ、シリコン栓をした。オートクレーブ滅菌後、Psuedozyma aphidis NBRC 10182を植菌し、30℃にて24時間振とう培養した。
(本培養)
イオン交換水、大豆油 8%、NaNO3 0.2%、KH2PO4 0.02%、MgSO4・7H2O 0.02%、yeast extract 0.1% からなる培地50mlを500mlErlenmeyerフラスコに入れ、シリコン栓をしてオートクレーブにて滅菌した。其処に先述したPsuedozyma aphidis NBRC 10182の前培養液を加え、30℃/220rpmにて10日間振とう培養を行った。
(精製)
上記培養液50mlに1N HClを加えpH3に調整した後、遠心分離により上清を取り除いた。沈殿部に純水50mlを加え撹拌した後、もう一度遠心分離操作を行い、沈殿部を回収した。沈殿部を10mlのMeOHに溶解させた後、更に10mlのヘキサンを加え洗浄を行った(3回)。洗浄後のMeOH溶液に水10mlを加え、そこからクロロホルム10mlにてMELの抽出操作を行った(3回)。クロロホルム層を合せて溶媒を留去し、粗
精製物を得た。アンスロン反応より純度90%。
(標準サンプル)
上記粗精製物1gを少量のクロロホルムに溶解し、シリカゲルカラムにて分画した。クロロホルム500ml、クロロホルム/酢酸エチル=4/1 500ml、アセトン 500ml、メタノール 500mlを順次流して分画した。
各画分を薄層クロマトグラフィーにて展開し(展開溶媒CHCl3/MeOH/水 : 65/15/2)、Agric. Biol. Chem., 54(1),31-36, 1990に記述されたRf.値の分画(各種MELが示すRf値、Rf = 0.52, 0.58, 0.63, 0.77)を選別し、それらをまとめて標準サンプルとした。
(純度測定:アンスロン反応)
酢酸エチルにより適度な濃度に希釈した粗生成物を試験管に入れ、溶媒を留去した。そこにアンスロン試薬(0.2%アンスロン75%硫酸液)5mlを加え、沸騰水中で10分間反応させ、620nmの吸収を測定した。標準サンプルとの比較により、粗精製物の純度算出を行った。
Bio Future Ltd.社製 BFL Biosurfactant(ラムノリピッド)を乾燥して使用した。
(1)試料
前記したラムノリピッド(RL)およびマンノシルエリスリトールリピッド(MEL)を供試した。培養イノキュラムには北海道大学北方生物圏フィールド科学センター生物生産研究農場所有のホルスタイン種雌牛(ルーメンカニューレ装着)から採取したルーメン液(4重ガーゼろ液)を用いた。イノキュラムはMcDougalの人工唾液(pH 6.8)で2倍に希釈して使用した。
(2)培養
試験培養液濃度をRLで500μg/ml、MELで500μg/mlとして実施した。RL、MEL各0.05gをそれぞれ1mlのエタノールに溶解し、各100μlをハンゲートチューブに添加した。数時間放置することでエタノールを揮散させた。ここに培養基質としてコーンスターチ0.15g、配合飼料粉末0.025gおよびオーチャードグラス乾草粉末0.025gを加えた。上記の希釈ルーメン液を10ml加え、ヘッドスペースに窒素ガスを吹き込みながらブチルゴムキャップとプラスチックスクリューキャップを施し、ウォーターバスにて嫌気培養した(37℃、18時間)。
処理は無添加(エタノールのみ:対照区)、RL添加(RL区)およびMEL添加(MEL区)とし、それぞれ5連の培養とした。
(3)分析
メタン、水素、二酸化炭素はTCDガスクロマトグラフィーにて分析した。総揮発性脂肪酸(VFA)濃度と組成はFIDガスクロマトグラフィーで測定した。
(4)結果
(i)ガス生成
培養18時間後の総ガス量は、RL区およびMEL区とも減少した(各々51%および48%の減)。このうちメタンの減少はとくに顕著で、RL区およびMEL区で各々96%および99%の減少が認められ、メタン生成はほぼなくなった。二酸化炭素はRL区およびMEL区で各々37%および35%減少した。総ガスにしめる比率でみると、メタンでは対照区の23.7%にくらべRL区で2.1%へ、MEL区で0.3%に低下した。
結果を表1および図1に示す。
総VFA濃度は処理による影響はなかったが、各VFA産生パターンは大きく変化した。すなわち、酢酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸およびイソ吉草酸濃度はRL添加およびMEL添加により有意に低下した。一方、プロピオン酸濃度は顕著に増加した(RL区で85%、MEL区で53%増)。各酸のモル比率はプロピオン酸が増加(25.8%が46.7%および41.1%へ)、酢酸と酪酸が低下(各々60.9%が49.7%および53.4%へ、10.6%が2.0%および5.0%へ)したがいずれも有意であった。とくにプロピオン酸比率は通常のルーメンでは見られないほどの上昇をみた。
結果を表2および図2に示す。
Claims (6)
- マンノシルエリスリトールリピッド及び/またはラムノリピッドを含有する、反芻動物用飼料添加剤。
- マンノシルエリスリトールリピッドがPseudozyma属に属する酵母から得られることを特徴とする、請求項1記載の飼料添加剤。
- マンノシルエリスリトールリピッド及び/またはラムノリピッドを含有する微生物の培養物又はその画分を含有する請求項1又は2に記載の飼料添加剤。
- 前記微生物が、Pseudozyma属に属する酵母であり、前記培養物又はその画分が、マンノシルエリスリトールリピッドを含有する、請求項3に記載の飼料添加剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の飼料添加剤を含む、飼料。
- 請求項5に記載の飼料を反芻動物に摂取させることを特徴とする、反芻動物の飼育方法。
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