JPS59501934A - かいばまたは穀物を貯蔵するための配合剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 かいばや穀物を貯蔵するための配合剤 皮びその方法 本発明は、かいばや穀物を貯蔵するための配合剤およびその方法に関する。

貯蔵牧草の調製において牧草は充填全容易にするためぶち切られる。その後可溶 性炭水化物（糖）の自然嫌気性発酵が酸、主に乳酸の生成をもたらし、その上こ れが微生物分解を妨げる。従ってかいばは長期間保存することができる。牧草は 気密保存を達成するため充填し、被覆される。自然酸化（呼吸）および発酵が牧 草の塊から酸素を除去しその後嫌気性乳酸発酵が引き継ぐ。牧草のｐ）Ｉは約６ である。

ニー、アイ、バータネ７　（Ａ、　１．　Ｖｉｒｔａｎｅｎ　）のよく知られた 研究は、望ましくない微生物反応を防止するには、貯蔵牧草のｐＨが約４、好ま しくはそれ以下でなければならないことを示している。前もってｐＨは、自然発 酵によって本来低減されている。嫌気性乳酸発酵は、低いｐＨ域を達成するのに 必要である。ｐＨを低減させるひとつの方法は、鉱酸、酸性塩または有機酸を添 加することである。可溶性糖の添加は、遊離糖不足の作物の乳酸発酵を改良する 。また遊離糖の量は、セルロースおよび多糖類を分解するセルラーゼ、ヘミセル ラーゼまたはβ−グルコシダーゼカどの酵素の添加によっても増大させることが できる。乳酸発酵を改良する他の方法は、乳酸菌全貯蔵牧草に添加することであ る。

またホルムアルデヒド、亜硝酸塩または亜硫酸塩などの防腐剤は、貯蔵牧草にお いて望ましくない反応を起こすのに使用されてきた。

従来技術の方法はいずれも満足なものではない。亜硝酸塩およびホルムアルデヒ ドは動物に有害であシかつ酸素を除去しない。最適乳酸発酵は嫌気条件が達成さ れる前には生じない。自然発酵において遊離の発酵性糖類は好気性発酵および酸 化によって消費され、従って乳酸発酵のための遊離糖が欠乏したかいばが残る。

乳酸発酵はしばしば、望ましくない副発酵（ｓｉｄｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ 　）を防止するのに十分迅速または効果的でないことがある。

本発明の目的は、従来公仰の貯蔵配合剤の上記欠点を解消することができるかい ばや穀物を貯蔵するための配合剤を提供することにある。

本発明は、グルコースの存在下グルコースオキシダーゼ酵素（ＧＯＤ）系が次の 反応の触媒作用をなすという公知の現象に基づくものである。

リ　グルコース＋Ｈ，０＋　Ｏ！−庄Ｐやグルコン酸＋Ｈ箕０２２）　２Ｈ！Ｏ 鵞　カタラーゼ　２Ｈ鵞Ｏ＋０２生成した酸素は最後に反応（１）によって使い 尽され、そして最終生成物はグルコン酸となる。本発明者らは、貯蔵牧草の調製 においてこの酵素反応が酸素の除去と共にｐＨの迅速な低減に終わることを見い 出した。これら双方とも乳酸発酵にとって不可欠である。グルコースオキシダー ゼ酵素または反応の最終生成物は、どのようにしても乳酸発酵を妨げない。最大 限のグルコン酸濃度は２ないし２０時間以内に達成され、その後乳酸濃度が増大 していき、一方グルコン酸濃度が同時に減少していく。

従って本発明は、グルコースオキシダーゼを担体媒質中に、貯蔵すべきかいばや 穀物に添加してグルコン酸を生成するのに有効な量含有してなるかいばや穀物を 貯蔵するための配合剤を提供することにある。

本発明の配合剤は、１リットル当シ約１００．０００−１、ＯＱＱ、Ｑ（ＩＧ国 際単位（ＩＵ）の活性を持つグルコースオキシダーゼを含有する水溶液の形にお いて有利である。しかしながら、配合剤はまた、使用前に水で希釈される乾燥形 のものでもよい。

グルコースオキシダーゼＩＵ単位（国際単位）は、五６％のグルコースを含有す る基質と共に燐酸塩緩衝液ｐＨａＷ中で３５℃で過剰酸素の存在下で１分車シ１ ０マイクロリットルの酸素を使用するのに要求される酵素の量として定義されて いる。

また本発明の配合剤はグルコースオキシダーゼに加えて一種または数種の酵素、 カタラーゼ、インヴエルターゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、２よびβ−グル コシダーゼを含有してもよい。酵素成分の目的は、グルコースオキシダーゼの作 用によってグルコン酸に更に変換されるべきグルコースの生成を促進することに ある。またセルラーゼ調剤は通常、別個添加されてもよいヘミセルラーゼを含有 する。また数種のセルラーゼはβ−グルコシダーゼを含有する。酵素は精製され た酵素調剤または乾燥細胞のかたまりでもよい。

また本発明の配合剤において糖生成物を含むことは有利である。そのような糖生 成物は、例えば甜菜またはせＭ廃糖密またはホエー加水分解物、澱粉加水分解物 または木材加水分解物である。これらは、遊離のヘキソースおよび／またはペン トースを含有する。

配合剤の他の任意成分は無機酸、例えば硫酸、塩酸若しくは燐酸、または有機酸 、例えば蟻酸、酢酸、乳酸、若しくはグルコン酸である。酸の目的は貯蔵すべき 物質の初期ｐＨを４ないし６に低減させることにあシ、これは任意である。更に 配合剤は塩、例えばマグネシウム、カルシウム若しくは尿素の燐酸塩、またはカ ルシウム若しくはナトリウムの蟻酸塩、および防腐剤、例えばソルビン酸塩、安 息香酸塩または亜硝酸す）ＩＪウムを含んでもよい。

配合剤は好ましくは、標準量の酵素と、前記甜菜または甘蔗廃糖蜜またはホエー 加水分解物または澱物加水分解物または木材加水分解物の大部分を構成する他の 成分を含有して調製される。配合剤はかいば、穀物または貯蔵すべきその他の物 に適するように調製することができる。配合剤は、溶液または乾燥物、粉状また は粒状の形でもよい。酵素はＮ調された酵素調剤または乾燥細胞のかたま）でも よい。

貯蔵すべき１トンの物に添加する上記成分（配合剤中に存在する）の適当量は次 のとおシである。

グルコースオキシダーゼ　１０，０００ないし１ｑ００へ０ＯＯＩＵカタラーゼ 　５００ないし５，０００．ＯＤＤベーカ−（Ｂａｋｅｒ　）単位 セルラー　セ１．００［１，０００ナイし１００，０００，０００エイチイーシ ー（）ＩＥＣ）単位 β−グルコシダーゼ　１０Ｑ、０００ないしＩＱ、ＯＤＤ、０００エヌケーエー テイ＝（ｎｋａｔ）単位 糖　密、 木材加水分解物、 ホエー加水分解物または 澱粉加水分解物　乾燥物に換算して［１５ないし２０に２鉱酸または有機酸　１ ないし２　Ｋｇ 塩　１ないし５　Ｋｆ 防　腐　剤　α２ないしＩ　Ｋｙ 種々の酵素の活性単位に関しては、次の文献に言及されている。

カタラーゼ　ベーカ−（Ｂａｋｅｙ）単位ニスコツト　ディー。

（Ｓｃｏｔｔ　Ｄ、　）およびハフ？　−：ｒ−フ、（Ｈａｒｗｅｒ　Ｆ、　） 　酵素学（Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｉａ　）第２２巻（１９６０年版）第１９４頁乃 至第２００頁。

セルラーゼ　エイチイーシ−（ＨＥＣ）　単位：　レーグエンベルグ　ジエ−、 （Ｌｏｅｗｅｎｂｅｒｇ　Ｊ、　）およびチャツブマンシ＋−，（Ｃｈａｐｍａ ｎＣ，）　：微生物学記録（Ａｒｃｈ。

Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、　）第１１３巻（１９７７年版）第６１頁ないし第６４頁 。

β−グルコシダーゼ：バイレイ　エム、（Ｂａ１ｌｓｙ　Ｍ−）およびネバライ ネン　ケー、（Ｎｅｖａｌａｉｎｅｎ　Ｋ、　）　：酵素微生物工学（Ｅａｚｙ ｚｅ　Ｍｉｃｒｏｂ、　Ｔｅｃｈｎｏｌ、　）第３巻（１９８１年版）第１５３ 頁ないし第１５７頁。

また本発明はかいばや穀物の貯蔵方法にも関する。この方法は貯蔵すべき物に担 体媒質中のグルコースオキシダーゼを、グルコン酸を生成してその物のｐＨを低 減しかつ酸素を消費するのに有効な量添加することよりなる。

既に前述したように１その有効量は貯蔵すべき物１トン当シＩＱ、０００ないし １０，０００，０００１Ｕのグルコースオキシダーゼよ！１１カってもよい。ま た本発明の方法は種々の組合せで〃１つ指示された量での前記他の成分の添加を も含む。

本発明の配合剤および方法は次の実施例によって更に説明される。

実施例１ ぶち切られた新鮮牧草に、１１，２５０　ＩＵ／、ｄの活性およびカタラーゼ活 性２５００ベーカー（Ｂａｋｅｒ　）単位／１１ｔを有するグルコースオキシダ ーゼ調剤（フィニツシユ　シュ時間の間のグルコン酸の生成とｐＨの低減を示す 。

第　１　表 ２４時間中におけるグルコン酸の生成と貯蔵牧草のｐ）１の低減 試　料　グルコン酸％　ｐＨ 対照　α０１＆３ １００５％ＧＯＤ　１．２０　５．１ 実施例２ 新鮮牧草に酸、セルラーゼおよびグルコースオキシダーゼを第２表に示すように 添加した。

第　２　表 貯蔵牧草中の配合チ 添加物　試料 セルラーゼ％　０　（１０１４（ＬＯ１４（ＬＯ５０／　ルコ−スｉ＃’／／− ゼ％　Ｑ　α００３　（ＬＯＯ３α０１　α０１ニーアイブイ第２　（ＡＩＶ　 ｌ）溶液は蟻ｗＩＳＯ％と燐酸２０％よシなる。酵素調剤のセルラーゼ活性は３ ２．０００エイチイーシー（ＤＥＣ３単位／―で、かつβ−グルコシダーゼ活性 は１．５００エヌケーエーテイ（ｎｋａｔしｒであった。

この酵素調剤はアルコリミツティラド（Ａｌｋｏ　Ｌｔｄ−）によって調造され 文。グルコースオキシダーゼは笑万例１のと同一であった。

第３表、第４表および第５表は貯蔵牧草液状物の分析を示す。第３表は２４時間 後の試料を表わし、第４表は１力月後のものを、そして第５表は２力月後のもの を表わす。

２４時間後の貯蔵牧草液状物の分析 １　２　３４り’ ｐＨ＆６　４０　５．６　＆２　５．２糖９／ｌ　１５　２０　１５　２Ｊ］　 １５乳ｅとｌ、、てｆ）Ｗａｌｌ／ｌ　Ｋｌ　１４０　１．ｓ　ａ２　ａ８アン モニアＰ／ｌ　α１　α１　α２　α２　ＣＬ１第　４　表 １力月後の貯蔵牧草液状物の分析 ２３４５ ｐＨ４６４５４５４，３翫０ 糖１／ｌ　ＯＩＬ５０　２．５　２．５乳酸１／ｌ　ａ８　ｔ４　１２．５　５ α６１＆２グルコン酸ｐ／ｌ　ｏ　五８　０　０　（ＬＯ３酪酸９／ｌ　０　０ 　０　０　０ 乳酸としての酸度１／ｌ　！ｌＬ４　１１Ｊ　２１　２７．９　１ａ４’７７− Ｅ：二７ｊｌ／ｌ　（Ｌ８　（１４ａ６　（１８α８第　５　表 ２力月後の分析 １２５４　５ ｐＨ１３４，２４６４，１５，０ 糖９／Ｌ　Ｇ　２．５　０　０　０ 乳酸９／ｌ　１．４　７．４　７．９　１４．２　１４５グルコン承　ノ／ｌ　 Ｏ１，１００Ｇ 酪酸り／ｌ　α８　α１０００ 乳酸としての酸度　９／ｌ　１に７　２１２　２７．０　３α６　１五１７７モ ニ７９／ｌ　１０　α４　α６　ａ４　αＢ第３表はグルコースオキシダーゼの 添加がいかに迅速にｐＨを低減しかつ酸素を除去せしめるかを示している。

第４表および第５表はセルラーゼの効果を示している。

酵素が発酵性糖の量を増大せしめ友ことが明らかであ夛、このことが対照と比較 してよシ低いｐＨとよ）高い活性という結果になる。また第５表は酵素添加が望 ましくない酪酸発酵と、蛋白質からのアンモニアの生成とを妨げたことを示して いる。

実施例５ ぶち切られた新鮮牧草に酸性塩（マグネシウム、カルシウムそして尿素の各燐酸 塩およびカルシウムとナトリウムの各蟻酸塩および塩化ナトリウム）、セルラー ゼおよびグルコースオキシダーゼを第６表に示すように添加した。

第　６　表 配合型■ 貯屓牧亘１　貯ヤ牧草２ 酸性塩混合物チ　α４［Ｌ４ セルラーゼ％　０　（ＬＯ５ グルコースオキシダーゼｑ）　０　（１００５セルラーゼ調剤およびグルコース オキシダーゼ調剤は牧草分析を示す。

第　７　表 ２４時間後の貯蔵牧草分析（結果は数種の試料の平均頃を表わす。） 貯蔵牧草１　貯蔵牧草２ 乾燥便質チ　２２２２ 糖　チ　４，５　ａｌｌ ｐＨ＆８　５．１ 酢酸＋酪酸％　ｉ。

グルコン酸ｓ１）　１．０ 第７表はまたグルコースオキシダーゼカミ酸性塩の存在下で活性であることを示 している。

実施例４ ぶち切られた新鮮大麦に実施例１のと同一のグルコースオキシダーゼ調剤をα０ ０５重量％添加し友。第８表はＲ初の２４時間の間でのグルコン酸の生成を示す 。

第８表 ２４時間の間での貯歇大麦中のグルコン酸の生成グルコースオキシダーゼ１００ ５重１チ添加貯家人麦の調雲　貯蔵大麦液状物中の からの時間　グルコン駿 ２時間　（Ｌ７１％ １５ｒｆ間　１．３１％ 第８表はグルコースオキシダーゼが貯蔵大衰中においてｐＨ″を低減しかつ酸素 を除去せしめるのに活性であることを示している。

貯蔵〃１いば用配合剤 酵素によシ加水分解されたホエー溶液（主にグルコースとガラクトースよりなる 乾燥物質を７０重景チ含有する。）に、１１，２５０ＩＵ／ｄのグルコースオキ シダーゼ活性と２，５００ベーカ−（Ｂａｋｅｒ）単位／ｄのカタラーゼ活性を 有するグルコースオキシダーゼ−カタラーゼ酵素調剤１５ｘｌ／ｌ、おｊび３２ ，０００　ｘイ？イージー　（ＨＥＣ）／ｍｌ。

セルラーゼ活性’ｒ　’Ｈするセルラーゼ−グルコキシダーゼ酵素調剤５００ｍ ｌ／ｌｔ−添加した。最終使用のために１リツトルの配合剤を水で５リツトルに 希釈した。希釈混合物は１トンの貯蔵牧草と混合された。

実施例６ 主にペントースよシなる乾燥物質ｆ　３５重ｔ％含有する木材加水分解物溶液に 、 １０ｄ／ｌ　グルコースオキシダーゼ調剤、４００ｆｌ／４　セルラーゼ調剤お よび２０口ｐｉｔ　安息香酸す）ＩＪウムを添加した。

実施例１のと同一の酵素調剤を使用した。使用のために溶液は水で、１リツトル の溶液当シ２リットルの水を添加して希釈された。５リツトルの希釈溶液が１ト ンの貯蔵牧亘のために使用された。

実施例７ ふたつの溶液を調製した。

１）糖溶液 ホエーをベーターガラクトシダーゼで処理して、ラクトースの約９０％をグルコ ースとガラクトースに加水分解した。この溶液を乾燥物質の６０重量優になるま で゛蒸発させそしてグルコースを乾燥物質の７０重量−の濃度になるように添加 した。１１５％ツイーン２０　（Ｔｖｒｅｅｎ２０■）（表面活性剤）を濃縮浴 液に添加し友。

２）グルコースオキシダーゼ調剤（フィニツシユ　シュガー　カンパニー　リミ ッティッド（Ｆｉｎｎｉｓｈ　ＳｕｇａｒＣｏ、　Ｌｔｄ）　） １１．２５０　ＩＵ／ｄの活性を有するグルコースオキシダーゼ調剤全クロカビ 菌株の発酵によって調製した。（この方法は常用されている。） 使用の前に７リツトルの糖溶液（１）を１５リツトルの水で３０リツトル情中に て語釈した。希釈溶液に７０１のグルコースオキシダーゼ調剤（２）を添加しそ してよく混合した。この溶液５リツトルを草刈シ機内の１トンの牧草に添加した 。このかいば混合物を貯蔵所に移し、被覆して充填した。試料を２４時間後貯蔵 庫から取シ出した。

試料ばα７ないし１．３％のグルコン酸を含有し、ｐＨは５．１ないし５．５で あった。この段階で乳酸発酵が引き継ぎ、ｐＨが急速に約４にまで低減された。

同様の貯１所からのガス生ｇｋドレゲルベルケ　アーゲ−（Ｄｒａｇｅｒｗｅｒ ｋｅ　ＡＧ　）管によ〕測定した。測定は酸素が除去されて数時間以内に乳酸発 酵の条件に達したこと１１ を示した。

実施例８ 甜菜稠密（主な糖は蔗糖である。）を水で乾燥物質の７０重量％になるまで希釈 しそして次の成分を添加した。

２０ｒｘｌ／ｌ　グルコースオキシダーゼ調剤２００ｔｘｉ／ｌ　セルラーゼ− 剤 ２００９／ｌ　安息香酸ナトリウム 実施例６および実施例７のと同一の酵素調剤を使用した。

使用の前に１リツトルの混合物を水で５リツトルになるまで希釈した。５リツト ルの希釈浴液を１トンの貯蔵かいばに混合した。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　グルコースオキシダーゼを担体媒質中に、貯蔵すべきかいばや穀物への添 加でグルコン酸を生成するのに有効な量含有してなることを特徴とするかいばや 穀物を貯蔵するための配合剤。 ２、　１ＱＯＯＯないし１２，５００１Ｕ／ｍｌ　（７）活性を肩するグルコー スオキシダーゼを含有してなることを特徴とする水溶液の形での請求の範囲第１ 項記載の配合剤。 五　更にカタラーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の配 合剤。 ４、　更にセルラーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 配合剤。 ５　更にβ−グルコシダーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第３項 または第４項記載の配合剤。 ＆　更に木材加水分解物、ホエー加水分解物、澱粉加水分薄物、甜菜糖密、せＭ ｕ糖密、およびこれらの組合せから選択された物質を含有してなることを特徴と する請求の範囲第２項記載の配合剤。 ２　更にカタラーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第６項記載の配 合剤。 ａ　更にセルラーゼを含有してなること全特命とする請求の範囲第７項記載の配 合剤。 ９　更にβ−グルコシダーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第７項 または第８項記載の配合剤。 １［Ｌ　更に塩酸、硫酸、燐酸、蟻酸、酢酸、乳酸およびグルコン酸から選択さ れた酸を含有してなることを特徴とする請求の範囲第６項記載の配合剤。 １１、更にカタラーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第１０項記載 の配合剤。 １２−　更にセルラーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第２項記載 の配合剤。 １五　更にβ−グルコシダーゼを含有してなることを特徴とする請求の範囲第１ １項または第１２項記載の配合剤。 １４　更に乳酸菌を含有してなることを特徴とする請求の範囲第３項または第６ 項記載の配合剤。 １５、更に界面活性剤を含有してなることを特徴とする請求の範囲第３項または 第６項記載の配合剤。 １＆　更に防腐剤を含有してなることを特徴とする請求の範囲第３項または第６ 項記載の配合剤。 １７、貯蔵すべき物に担体媒質中のグルコースオキシダーゼを、グルコン酸を生 成してその物のｐＨを低減しかつ酸素を消費せしめるのに有効な量添加すること よシなることを特徴とするかいばや穀物の貯蔵方法。 １ａ　グルコースオキシダーゼを貯蔵すべき物１トン当シ１へ０００ないし１ａ 、０ＯＱＯＯＯＩＵＯ量添加することよりなることを特徴とする請求の範囲第１ ７項記載の方法。 １９　セルラーゼ、ヘミセルオーゼ、そしてβ−グルコシダーゼおよびその組合 せから選択された少なくとも−種の酵素を更に添加することよりなることを特徴 とする請求の範囲第１８項記載の方法・ ２α　セルラーゼを貯蔵すべき物１トン当！１１，０００，０００ないし１００ ．００へ０００エイチイーシ−（ＨＥＣ）単位の量添加することよシなることを 特徴とする請求の範囲第１９項記載の方法。 ２１、β−グルコシダーゼを貯蔵すべき物１トン当夛１０へ０００ないし１０， ００　（ＬＯ００エヌケーエーテイ（ｎｋａｔ）単位の量添加することよシなる ことを特徴とする請求の範囲第１９項記載の方法。 ２２　カタラーゼを貯蔵すべき物に更に添加することよシなることを特徴とする 請求の範囲第１８項記載の方法。 ２五　カタラーゼを貯蔵すべき物１トン当シ５００ないしｓ、ｏ　ｏ　ｏ、ｏ　 ｏ　ｏベーカー（１３ａｋｅｒ）単位の量添加することよりなることを特徴とす る請求の範囲第２２項記載の方法。 ２４、木材加水分解物、ホエー加水分解物、澱粉加水分解物、甜菜糖蜜、甘蔗廃 糖密およびこれらの組合せから選択された物質を更に添加することよシなること を特徴とする請求の範囲第２２項記載の方法。 ２５、前記物質を貯蔵すべき物１トン当シ乾燥物に換算して［１５ないし２０Ｋ ｐの量添加することよシなることを特徴とする請求の範囲第２４項記載の方法。 ２＆　塩酸、硫酸、燐酸、蟻酸、酢酸、乳酸およびグルコン酸から選択された酸 を更に添加することよシなることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の方法。 ２７、前記酸を貯蔵すべき物１トン当夛１ないし２リツトルの量添加することよ 〕なることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の方法。