JP2009100740A - 植物性素材をサイレージ化して乳酸発酵基質飼料を調製し、更に動物性素材又は植物性素材及び動物性と植物性混合の素材のサイレージ化及びその調製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サトイモを乳酸発酵基質飼料に用いて、更に魚あらやオカラ、焼酎廃液、食品残渣等と混合して乳酸発酵によりサイレージ化する事で良質のタンパク源を確保し、更に安価に長期保存できるサイレージの調製方法を開発する。
【解決手段】水溶性炭水化物を少なくとも２０％以上含む植物性素材を植物性乳酸菌及び共生菌で処理して、乳酸発酵基質飼料を調製し、しかる後に、蛋白質を含む動物性素材及び／または植物性素材を混合・発酵させる事を特徴とするサイレージ。
【選択図】図１

Description

本発明は、地域からでるこれまで動物性素材（今回は魚の生の残渣）のサイレージ化は、素材中にタンパク質が高く、乳酸菌の活性に必要な糖分が含まれていないため乳酸発酵の阻害を呈しこれまで出来なかった。また、魚の生の残渣は大腸菌群やサルモネラ菌等に汚染しており、安全な飼料を製造する上ではこれらの殺菌を兼ね備えている方法が必要であった。
そこで、植物性素材を乳酸発酵基質飼料した中で、今回サトイモサイレージが生の魚の残渣と混合し、密閉袋（サイレージ袋）で乳酸発酵させてサイレージ化に成功した。サトイモサイレージは乳酸発酵基質飼料として他の素材と混合すると更に発酵を促進させる。
乳酸発酵は空気を嫌う乳酸菌での嫌気性発酵であるため、微生物が最初に空気を代謝して炭酸ガスを出すことで好気性菌である大腸菌群やサルモネラ菌等は生育が抑制される。
更に、乳酸菌が生成する乳酸や酢酸の有機酸とｐＨが酸性域に下がる事で有害な微生物を死滅させる効果がある。この乳酸発酵での処理方法は常温でも発酵が可能であるため、これまで素材中の水分を乾燥等の処理で化石燃料を燃やしてＣＯ2を排出していたが、乳酸発酵ではＣＯ2を排出することなく、ＣＯ2ガス等の削減も可能になった。

まず、植物性素材のサイレージで乳酸発酵基質飼料に用いた、サトイモサイレージの原料のサトイモ（学名：Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ａｎｔｉｑｕｏｒｕｍ ＳＣＨＯＴＴ）は、種芋の頂芽が伸長してその基部が肥大し親芋となり、親芋の側芽が伸長するにつれてその基部が子芋となり、同様にして子芋から孫芋、孫芋からひ孫芋ができる。子芋用種の親芋は不味で一部は種芋や家畜飼料への転用が図られているが、各生産地で大量の親芋が食用とならず廃棄されているのが現状である。

サトイモの肉質は、澱粉含量で粉質、粘質、中間に分けられ、これらは品種によって異なるが、同一品種でも親芋と子芋の肉質は必ずしも同一でない。芋の成分は水分７０〜８０％、炭水化物２０％、繊維質１％、蛋白質０．７％、灰分１％ぐらいである。炭水化物は主に澱粉で、固形物中７１％あり、ほかにガラクタン、ペントザンなどを含む。また、微量の蓚酸を含み、フィチンも乾物中１．３％ぐらいある。ビタミンＡ、Ｄは少ないが、Ｂ１は０．１４ｍｇ％、Ｃは１０ｍｇ％ぐらいある。無機物としては加里が多く、ほかに少量ずつのソーダ、石灰、苦土、燐酸、硫酸、けい酸、鉄、銅などを含む。

従来、サイレージ等の乳酸発酵を主体とする発酵飼料は、気密容器内で乳酸菌により嫌気的に発酵されるものであった。例えば、芋類の残渣（ポテトパルプ）を乳酸生性能の高い糸状菌により発酵させたサイレージ及びその調製方法（特許文献１参照）や食用として利用されず廃棄されているマッシュルーム菌柄をサイレージ添加物とし、家畜飼料とするもの（特許文献２参照）が提案されている。
特開２００３−２６５１１８号公報 特開平７−１４７９０８号公報

動物性素材の中で、魚の残渣は、これまで，水産加工副産物として1年間に発生する残渣の量は，現物で魚粉・魚かす83万t強，魚介缶詰残渣8万5,000t，卸売市場残渣10万6,000t，その飼料化率は，それぞれ44％，53％，9％といわれている。魚の残渣は、高タンパク質で脂肪が高いため腐敗しやすく、その長期保存方法として魚粉やフィッシュミール等の飼料が一般的で飼料のタンパク源として用いられている。しかし、魚の水分の除去にコストがかかり、給与量が多いと肉質等に魚臭が移る。生の魚の残渣の処理方法では、ギ酸などの有機酸の酸添加による魚や魚の加工残渣（内臓や頭）を保存する技術フィッシュサイレージは海外で開発されている。しかし、脱脂，濃縮コストの問題があり，フィッシュサイレージ法を主体とする給与の場合，魚に含まれる不飽和脂肪酸が乳脂肪率や嗜好性に悪影響を与える。
酸添加による魚や魚の加工残渣（内臓や頭）を保存する技術フィッシュサイレージも開発されている。魚加工残渣は，フィッシュミール並みのタンパク源である。

植物性素材の中で、豆腐の残渣等の水分の高い粕類を利用する場合、乾燥処理をしたものがもっとも安定した品質で給与することができるが。しかし、そのの設備投資額と燃料費等ランニングコストに高資金を要する。 また豆腐業界では豆腐粕の処理が経営を左右するくらいに重要な課題になっている。業界の専門誌によれば乾燥処理のコストは、乾燥物１kg当たり50円以上となり、生粕を廃棄物処理業者に引取ってもらう経費は１t当たり１万円以上となっている。
オカラはタンパク質含量が比較的高く、栄養価の高いものであるが、オカラ特有の臭いや食感が食味品質を低下させる。また、オカラの発酵飼料では、乳酸菌を含む液に浸漬し、嫌気性雰囲気下で発酵させるリキッドタイプの発酵飼料がある。

動物性と植物性の混合素材の中で、食品残渣は、ご飯や肉・魚等が混合して出てくる為、それの分別にはコストがかかる。これまでの飼料化への処理方法は、乾燥化とリキッドフィーディング化が行われてきた。

近年、植物からのエタノールの転換によって、今まで安価に得られたトウモロコシや大麦類が高騰してきた折、これに変わるタンパク源を確保する必要に迫られている。そこで、これまで安易に利用できなかった動物性素材等に着目した。 動物性素材として、魚の残渣の処理は、水分の除去（乾燥等）に設備投資がかかりコスト高になる。また、乾燥等の処理では化石燃料を用いるためランニグコストが掛かり、ＣＯ2を排出して温暖化の原因にもなっている。
また、ギ酸等の有機酸添加もプラントを有し飼料コストの削減にはなかなか結びつかない。このことは、植物性素材のオカラや混合素材の食品残渣も同様である。従って、これらの問題を解決する技術が求められる。

乳酸発酵基質飼料のサトイモの親イモは、使われず廃棄されていた未利用資源である。生のサトイモは約６千万／ｍｌの乳酸菌を保有しているのみならず、この乳酸菌は１０℃前後の低温度でも活発に発酵する特殊な乳酸菌であることが分かった。また、里芋の糖質は、単糖類や二糖類といった水溶性炭水化物（ＷＳＣ）を２０％以上含むところから、微生物を用いて発酵させることにより家畜用飼料としての有効利用が可能と考えられた。そして、本発明者らはサトイモ親芋の家畜用飼料としての利用法につき鋭意研究を進めた結果、本発明に到達したものである。本発明の課題は、これまで廃棄されていたサトイモの親芋部分（以下、単にサトイモという）を有効に利用することであり、家禽・家畜飼料として有用なサイレージとその調製方法を提供することを目的とする。ここで得られた、サトイモサイレージを発酵基質に用いて、更に魚の残渣（以下、単に魚あらという）やオカラ、食品残渣等と混合して乳酸発酵によりサイレージ化する事で良質のタンパク源を確保し、更に安価に長期保存できるサイレージの調製方法を目的とする。

この、調整方法は厳重な気密性を必要とし、ここで得られたサイレージは、ｐＨが４．０前後まで下がり発酵終了とする。

サトイモサイレージを乳酸発酵基質飼料に用いて、更に魚あらやオカラ、食品残渣等と混合して乳酸発酵によりサイレージ化する事で良質のタンパク源を確保し、更に安価に長期保存できるサイレージの調製方法を目的とする。
この乳酸発酵処理における未利用資源は、未利用資源の飼料化で自給率の向上と生ゴミの軽減に寄与する。また、乳酸発酵は空気を嫌う乳酸菌での嫌気性発酵であり、発酵温度は常温でも発酵が可能である事から、これまで素材中の水分を乾燥等の処理で化石燃料を燃やしてＣＯ2を排出していたが、乳酸発酵ではＣＯ2を排出しない。ＣＯ2ガス等の削減にも寄与する。

本発明の実施の形態を以下に示す実施例に基づいて説明する。

まず、乳酸発酵基質飼料の植物素材のサトイモ及び代表的な草類のチモシー、アルファルファの成分値を表１に示した。
表１から明らかなように、サトイモは他の草類に比べて水溶性炭水化物が２０％以上と非常に高い値を示しており、その他の草類では１０％以下である。水溶性炭水化物は、単糖類・二糖類等の糖類であるため乳酸菌が利用しやすい性質を兼ね備えている。そのため生の状態での乳酸発酵が十分可能であることが分かる。
また、サトイモは元来多量の乳酸菌を保有していることが分かる。

サトイモは水洗後、チョッパーで切断し、１リットル容プラスチックサイロにサイレージを調製した。ヨーグルトを１重量％添加した。副原料としてフスマを２０重量％添加した。フスマは糖分の補強と水分調整の二つの効果がある。尚、副原料として、フスマに代えて大麦やビートを用いるものでも良い。
表２は、サトイモサイレージを調製するにあたりその原料の分析値とサトイモサイレージの分析値及び発酵組成を示した。
サトイモサイレージに添加するヨーグルトは、独自に開発した植物性乳酸菌と脱脂乳か脱脂粉乳又は抽出液に添加して、発酵溶液（ヨーグルト）を得る。
サトイモは植物素材で、乳酸発酵基質飼料の原材料の一般成分である。
サトイモサイレージを安定して乳酸発酵させるためにヨーグルト又は発酵溶液を添加する。また、良質な乳酸発酵基質飼料であるサトイモサイレージは、酪酸を発生しな
い安定したサイレージでなければ乳酸発酵基質飼料として用いられない。
この段階で不安定なサイレージは、この後、各未利用資源と混合・発酵させた場合腐敗臭を発生させる原因になる。
サイロは室温（常温）で放置し、３０日後に開封してサイレージの発酵品質を調べた。その結果を表２のサトイモサイレージの一般成分及び発酵組成に示す。

表２から明らかなように、サトイモの水分含有量は８２．９％で、乾物中のＣＰ（粗蛋白質）含量は１０．１％で、水分調製のふすま及びヨーグルトを混合・発酵したサトイモサイレージのＣＰ（粗蛋白質）含量は１２．３％であった。 サトイモサイレージの発酵組成は、腐敗臭の原因となる酪酸の発生は見うけられない良質のサイレージ・乳酸発酵基質飼料になった。

サトイモを原材料にして調製した乳酸発酵基質飼料を、イワシの新鮮な加工残さ（魚あら）と混合・発酵させた製造プロセスでの飼料化と、それぞれの原料の一般成分、魚あら乳酸発酵飼料の一般成分及び発酵組成の分析値を表３に示した。

表３から明らかなように、魚あらは、イワシの新鮮な加工残さを用い、図１にそれぞれの原料の一般成分と魚あら乳酸発酵飼料の一般成分及び発酵組成の分析した結果である。
イワシの加工残さ（魚あら）は、ＮＦＥ（可溶無窒素物）が全く含まれておらず、祖たんぱく質５４．０％・粗脂肪２８．４％と高エネルギー・高カロリーの原料である。この未利用資源の魚あらをサイレージ化した魚あら乳酸発酵飼料の一般成分は、粗タンパク質２３．５％・粗脂肪11.1％で発酵組成は酪酸の発生がないフリーク評点１００点の良質な魚あら乳酸発酵飼料が得られた。

表3で得られた魚あら乳酸発酵飼料の大腸菌群、大腸菌及びサルモネラ菌の細菌検査と飼料の脂肪酸組成を表４に示す。

表４から明らかなように、大腸菌群、大腸菌及びサルモネラ菌はいずれも陰性で死滅したと考えられる。魚の生の残渣は大腸菌群やサルモネラ菌等に汚染しており、安全な飼料を製造する上ではこれらの殺菌を兼ね備えている方法が必要であった。乳酸発酵は嫌気性発酵であるため、微生物が最初に空気を代謝して炭酸ガスを出すことで好気性菌である大腸菌群やサルモネラ菌等は生育が抑制される。更に、乳酸菌が生成する乳酸や酢酸の有機酸とｐＨが酸性域に下がる事で有害な微生物を死滅させる効果がある。新鮮な魚あらを乳酸発酵させた事で、魚特有の脂肪酸組成も良好な状態で保存されていた。この結果、動物性素材の魚あらを乳酸発酵で、長期保存できる乳酸発酵飼料。

動物性素材の魚あらを乳酸発酵で、長期保存できる魚あら乳酸発酵飼料の調製方法でその他の素材、焼酎廃液、おから、野菜くず等の製造プロセスを図２に示す。

それぞれの材料を乳酸発酵基質飼料で乳酸発酵させた分析結果を表５に示す。

表５から明らかなように、水産残渣、オカラサイレージは粗タンパク質が多く、高タンパクサイレージの特徴を持っていた。また、水産残渣サイレージは高脂肪でもあった。パンくず、焼酎廃液サイレージは可溶無窒素物の含有率が高く、高炭水化物サイレージの特徴を持っていた。また水産残渣サイレージを除く他のサイレージは乳酸の含有率が高く、酪酸やVBN比率の値が低いため、良質発酵サイレージとなった。水産残渣サイレージはVBN比率が高くなったが、乳酸含有率が高く、酪酸含有率が低くなり、貯蔵に耐えうるサイレージとなっていた。
全体としてタンパク質を多く含む材料を詰め込んだ場合は高タンパクサイレージに、炭水化物の多い材料を詰め込んだ場合は高炭水化物サイレージになるなど、サイレージの特徴は詰め込む食品残渣に素材に付加価値を与える。

植物性素材のオカラサイレージの肥育豚用飼料としての活用について検討した結果を表６示す。

表６から明らかなように、オカラサイレージを15%，30%，60%混合した３区と，対照区の４区を設け，1区あたり去勢6頭を供試した。試験区の飼料は，オカラサイレージのほかとうもろこし，ふすまを用いて栄養調整したものを給与し，対照区は市販の配合飼料を給与した。 試験開始体重を70kgとし，給与期間は60日間とし，不断給餌とした。
調査項目は1日増体量，飼料摂取量，飼料要求率，枝肉成績，飼料コスト，ロース肉の肉色(PCS)，脂肪色(PFS)，脂肪交雑，ドリップロス，クッキングロスおよび剪断力価，ロース周辺脂肪の脂肪融点とした。
発育成績・枝肉成績について示した。オカラサイレージ混合飼料を給与した区は全体的に対照区よりも増体量が低い結果となったが，オカラサイレージ混合割合が高まるにつれて増体量が高くなる傾向を示し，60％区では対照区との有意差が見られなかったことから，オカラサイレージ混合飼料が肥育豚用飼料として活用できる可能性があることが示唆された。乾物摂取量については，有意差は見られず，オカラサイレージ混合飼料の摂取に大きな問題はないものと推察された。枝肉成績については，試験区間に有意差が見られず，サイレージ混合飼料により枝肉への影響はほとんどないものと推察された。肉質分析結果について示した。オカラサイレージを30％混合した区は脂肪交雑が高くなる傾向を示し，ロース肉の剪断力価が有意に低くなった。保水性や脂肪融点はいずれの区間にも有意差は見られず、配合飼料給与の場合と同等の豚肉が生産できることが推察された。
試験豚から採取した豚肉（ロース部）の官能検査を実施した結果、対照区およびサイレージ混合飼料給与区の肉の食味性に顕著な差異は認められなかった。このことはサイレージ混合飼料を給与した場合においても、従来から養豚に用いられている配合飼料を給与した豚と同等の肉質の豚肉を生産できる可能性を示唆するものであった。
サイレージ混合飼料給与区の豚肉は、対照区の豚肉と比較して、肉が軟らかいと評価される傾向が認められた。これは上記の肉質評価の結果と一致するものであった。

オカラサイレージを摂食した豚盲腸内容物の微生物検査の結果を表７に示す。

表７から明らかなように、MRS寒天培地，ＢＬ寒天培地，Ｘ・ＧＡＬ寒天培地，mCCDA培地，TSC寒天培地，およびペトリフィルム^TM（環境リステリア用，
腸内細菌用）を用いて計数した。その結果、おからサイレージ混合飼料を給与した豚の盲腸内用物では大腸菌数が有意に減少していた。このことは、サイレ
ージ給与が消化管内の微生物叢を変化させることを示唆している。

魚あら乳酸発酵飼料の製造プロセスを示す行程図である。 焼酎廃液乳酸発酵飼料の製造プロセス、おから乳酸発酵飼料の製造プロセス、野菜屑乳酸発酵飼料の製造プロセス、漬物乳酸発酵飼料の製造プロセス、を示す工程図である。

Claims (5)

1. 水溶性炭水化物を少なくとも２０％以上含む植物性素材を植物性乳酸菌及び共生菌で処理して、乳酸発酵基質飼料を調製し、しかる後蛋白質を含む動物性素材、植物性素材及び動物性素材と植物性素材を混合・発酵させる事を特徴とするサイレージ。
2. 植物性素材がサトイモである請求項１のサイレージ。
3. 蛋白質を含む動物性素材が魚の残渣、蛋白質を含む植物性素材がオカラ、焼酎廃液、蛋白質を含む動物性と植物性混合素材が食品残渣からなる請求項１のサイレージ
4. サイレージの調製方法は、詰込時のサイロの種類及び密封条件が厳重な気密性を必要とするサイレージの請求項１の製造方法
5. サイレージの発酵完了はｐＨ４，０を基準とするサイレージの請求項１の製造方法。

Images