JP3877083B2

JP3877083B2 - 第４胃以降消化・吸収性反芻動物用飼料製剤並びにそれを含有する反芻動物用飼料

Info

Publication number: JP3877083B2
Application number: JP22039296A
Authority: JP
Inventors: 秀和高橋; 泰介中西; 勉小林
Original assignee: Showa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Showa Sangyo Co Ltd
Priority date: 1996-08-03
Filing date: 1996-08-03
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: JPH1042795A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、第４胃以降消化・吸収性反芻動物用飼料製剤並びにそれを含有する反芻動物用の飼料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
牛や羊などの反芻動物は４つの胃を持っており、第１胃（ルーメン）は中性で、微生物によって飼料用添加物を含む飼料組成物や牧草などが分解、資化され微生物蛋白質として再合成される。第２胃はポンプ、第３胃はフィルターの役割を果たしている。第４胃は酸性で腸も通常の哺乳類と同等である。
【０００３】
ところで、乳牛において育種改良などの進歩により乳生産能力が加速度的に早まり、高分泌乳をささえるためにはルーメン内で合成される微生物蛋白質だけでは足りないことが種々の研究で明らかになっている。
そこで乳牛に効率的に蛋白質を供給するためには、微生物によって第１胃で消費されず、直接吸収できるように蛋白質やアミノ酸を改質、製剤化する方法が種々提案されている。
【０００４】
現在人為的に第１胃を通過する割合（バイパス率）を高める試みがなされており、その方法は化学的方法と物理的方法に大別される。化学的方法の代表的なものは、米国特許第４１８６２１３号明細書に記載されているように、飼料原料内の蛋白質をホルマリン処理によって第１胃内微生物のアタックを阻止する方法であるが、この方法は安全性に問題がある。
そこで、物理的方法によって蛋白質を保護しようとする方法が試みられている。例えば、米国特許第５２２５２３０号明細書には、大豆を４０メッシュから８０メッシュに粉砕後、メチオニンとリジンの有効性を残し、かつバイパス率５５〜６５％になるよう加熱処理する方法が記載されている。ここで原料を加熱するのは、原料中の蛋白質を変性し、水に溶けないようにし、ルーメン内微生物の分解を防止するためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法は反芻動物の飼料としてはある程度は適したものを製造しているが、加熱時間が長過ぎたり、加熱温度が高すぎたりすると、第１胃での分解を防止できるものの、第４胃以降の消化酵素で分解されず、消化・吸収されにくい蛋白質（難消化性蛋白質）ができるという問題点がある。また、上記米国特許では、蛋白の粒径を規定していないが、粒径が３ｍｍ以上となった場合、第３胃を通過できないという問題も生ずる。
【０００６】
このような状況下において、本発明は、バイパス効率が良くかつ第４胃以降で消化吸収性の良い反芻動物用の飼料を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第４胃以降消化・吸収性蛋白質であって、水を通さない緻密な構造と反芻動物の第３胃を通過できる大きさを有することを特徴とする反芻動物用飼料製剤、並びにそれを含有する反芻動物用飼料である。
本発明の反芻動物用飼料製剤またはそれを含有する反芻動物用飼料は、その中に含まれている蛋白質の水を通さない緻密な構造に基づき、反芻動物の第１胃内で、微生物による分解、資化が抑えられる。また、その大きさに基づき、第３胃のフィルターを通過し易い。そして、第３胃通過後、第４胃以降での消化・吸収性がよい蛋白質である点も特徴としている。
【０００８】
本発明の蛋白質は、第１胃内での微生物による資化を受けない構造と大きさを有しているが、第３胃を通過後第４胃以降では消化・吸収性がよい蛋白質であり、大豆、菜種、小麦、トウモロコシなどの穀物由来の蛋白質、並びに穀物蛋白質のアミノ酸バランスを良くするため、穀物蛋白質に牛乳、卵、畜肉由来の動物性の蛋白質またはアミノ酸を同時に混ぜ込んだ蛋白質原料を用いて製造された蛋白質である。
【０００９】
上記蛋白質原料を緻密な構造にするため原料処理を行う。本発明において、緻密な構造とは、蛋白質の水溶性が低く、蛋白組織において空隙が無く、密度が高くなっており、水が入り込まない耐水性の構造をいう。大豆等の水溶性の蛋白質は、加熱によって変性すなわち蛋白分子の立体構造が変化し、水溶性が低下する。
【００１０】
緻密な構造にするための手段としては、加熱し原料を溶融する方法と、溶媒を用いて原料中の溶媒可溶成分を溶出させる方法がある。加熱手段として、例えば２軸エクストルーダーが用いられる。原料を２軸エクストルーダーで溶融する。加熱時間が長過ぎたり、加熱温度が高すぎたりすると、難消化性蛋白質ができる。そのため、２軸エクストルーダーを用いる時の溶融条件は、１００℃以上で加熱すればよいが、消化・吸収されにくい難消化性蛋白質の生成を少なくするため、１５０℃以下で溶融させる。溶融させる際に原料１００重量部に対して５〜５０重量部、望ましくは２０〜４０重量部の加水を行う。溶融後冷却を行う。例えば、冷却ダイでサンプルを冷やしながら膨化しないように押出す。
【００１１】
すなわち、本発明は、第４胃以降消化・吸収性蛋白質であって、水を通さない緻密な構造と反芻動物の第３胃を通過できる大きさを有し、難消化性蛋白の含有量が低く抑えられていることを特徴とする反芻動物用飼料製剤、並びにそれを含有する反芻動物用飼料である。消化・吸収されにくい難消化性蛋白質の生成を少なくするため、蛋白質の加熱温度や加熱時間が抑えられているので、第４胃以降でいっそう消化・吸収されやすい状態となっている。本反芻動物用飼料製剤は、実質的に反芻動物が消化吸収できる蛋白質を蛋白質全量のおおよそ３５〜５０重量％含んでいる。
【００１２】
原料を緻密な構造にするため、原料が大豆蛋白質の場合、１０５〜１４０℃が望ましく、できるだけ短時間で溶融させる。また、小麦蛋白を用いる場合は、さらに低い温度（１００〜１３０℃）で処理することができる。プロラミンを含まない原料蛋白の場合、この原料１００重量部に対して、プロラミンを含む蛋白、特にトウモロコシ蛋白を１〜５０重量部、望ましくは２０〜４０重量部添加することにより、単独原料のときより、さらに緻密な構造をつくることができる。なお、プロラミンとは、小麦やトウモロコシ等に含まれ、７０％エタノールに可溶なタンパク質と定義できる。
アミノ酸バランスを考慮し、原料を緻密な構造にする前に、動物由来の蛋白質や（メチオニンやリジンなどの）アミノ酸を穀物蛋白質に加え、上記方法で原料を溶融させることもできる。
【００１３】
本発明の好ましい蛋白質の態様は、プロラミンを含む蛋白質を他の穀物蛋白と同時に混練させたものを原料として製造された蛋白質である。
すなわち、本発明は、プロラミンを含む蛋白質を他の穀物蛋白と同時に混練させたものを原料として製造された、第４胃以降消化・吸収性蛋白質であって、水を通さない緻密な構造と反芻動物の第３胃を通過できる大きさを有し、好ましくは難消化性蛋白の含有量が低く抑えられていることを特徴とする反芻動物用飼料製剤、並びにそれを含有する反芻動物用飼料である。
【００１４】
上記のとおり、溶媒を用いて原料中の溶媒可溶成分を溶出させて緻密な構造にすることもできる。例えばプロラミンを含有する蛋白質を原料とする場合とか、プロラミンを含む蛋白質と他の穀物蛋白質とを混練したものを原料とする場合には、プロラミンを溶出させる溶媒の存在下に原料を混合し、押し出し造粒機、２軸エクストルーダー、若しくは打錠機などの成形機で成形することで、加熱しなくても原料を緻密にすることができる。
【００１５】
溶媒には、飼料に用いることができ、プロラミンを溶出させる溶媒を用いる。例えば、含水エタノールや含水イソプロパノールが用いられる。溶出されたプロラミンが空隙を埋めるとともに組織を堅く、耐水性を高める。
原料を混合する前にプロラミン含有蛋白質にメチオニンやリジンなどのアミノ酸、およびまたは医薬品を添加し、混練・成形することでさらにアミノ酸バランスの良い緻密な構造の飼料製剤または飼料を作ることもできる。
【００１６】
上記記載のように原料を緻密な構造に処理し、原料を直径０．５〜３ｍｍ程度に粒径を調整する。幽門の大きさから羊用の場合１ｍｍ以下の大きさに、牛用の場合３ｍｍ以下の大きさに調整する。例えば牛の場合、粒径が３ｍｍ以上の物の場合第３胃を通過できず、一方０．５ｍｍ未満の微粉では、第１胃内での微生物による資化を受け易くなる。
【００１７】
上記条件で原料の溶融・粒径調整を行えば、本発明の反芻動物用飼料製剤を得ることができる。
本発明の製剤は、そのまま反芻動物に与えてもよいが、例えば、脱脂大豆やグルテンミールの場合、蛋白質の含有量が高いので、市販の飼料に添加して与えてもよい。すなわち、この製剤は反芻動物用飼料に添加して使用することができる。
【００１８】
【作用】
このようにして得られた本発明の製剤および飼料は、その中に含まれている蛋白質が水を通しにくいため、反芻動物の第１胃内では資化が抑えられる。
また大きさについても第３胃のフィルターを通過し易く、また蛋白質の加熱温度や加熱時間が抑えられているので、第４胃以降で消化・吸収されやすい状態となる。
【００１９】
【実施例】
本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２０】
評価法
▲１▼結着性に関する指標
試料１ｇに蒸留水４９ｍｌを加え、８０〜１００ｒｐｍ、４０℃、２０分振とう後の溶液中の６６０ｎｍの吸光度を測定。
▲２▼吸水率に関する指標
試料１ｇに蒸留水９ｍｌを加え、４０℃、２０分静置した後、５分間メッシュ上で水切りした後の重量測定し、重量増加率を算出。
▲３▼バイパス率の指標
牛１頭に対する第１胃内浸漬袋数（サンプル量約１０ｇ、１０×１５ｃｍで５７−５９ミクロン平方メッシュ）は１回に１試料５袋とした。１４時間後にそれぞれ１袋ずつ取り出し、各袋ごとに水道水で洗液が無色透明になるまで洗った。その後４８時間凍結真空乾燥させ、浸漬前後における乾物及び蛋白質の消失率を求めた。
【００２１】
▲４▼消化・吸収の指標
評価▲３▼で回収した試料を０．１Ｍ塩化カリウム−塩酸（ｐＨ２．０）に懸濁し、ペプシン溶液を加え、３７℃、２時間反応させた。その後、０．２Ｍリン酸緩衝液でｐＨ７に調整し、牛由来すい臓酵素溶液を加え、３７℃、４時間反応させた。分解液をろ過し、残渣を回収測定し、次に基づき第１胃通過後の蛋白質の消化吸収率（％）とした。

また実質的に反芻動物が消化吸収できる蛋白質含有量（％）は、次のように定義した。

【００２２】
▲５▼リジン溶出率の指標
反芻胃内のｐＨに相当するｐＨ６の緩衝液１００ｍｌを三角フラスコにとり、サンプル１ｇを加えロータリーシェーカーで２５０ｒｐｍで攪拌し、１、２、４時間後に溶出したリジン量を測定し、リジンの溶出率を測定した。
【００２３】
実施例１
脱脂大豆に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１３０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２４】
実施例２
小麦グルテンに対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１２０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２５】
実施例３
脱脂大豆とグルテンミールを重量比で２：１に混合し、混合物に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１３０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２６】
実施例４
小麦グルテンとグルテンミールを重量比で２：１に混合し、混合物に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１１０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２７】
実施例５
脱脂大豆に対して水を３０％添加し、加圧式ニーダーにて１３０℃で混合した。その後混合物を攪拌しながら冷却し、破砕された固体サンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２８】
実施例６
脱脂大豆とツェインを重量比で３：１に混合し、混合物に対して６０体積％エタノールを５０％添加し、４０℃で混合し、混合物を造粒機で押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００２９】
比較例１
脱脂大豆に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて８０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００３０】
比較例２
脱脂大豆に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１６０℃で混合した。その後テフロン加工を施した冷却ダイでサンプルを冷やしながら押し出し、紐状のサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
【００３１】
比較例３
脱脂大豆に対して水を３０％添加し、２軸エクストルーダーにて１３０℃で混合し、膨化したサンプルを得た。これを回転式カッターで切断し、俵状のサンプルを得た。これを篩いに通し９メッシュ（目開き２．００ｍｍ）以下３２メッシュ（目開き０．５ｍｍ）以上の画分を回収し、サンプルとした。
各試験例を表１にまとめた。
【００３２】
【表１】

【００３３】
今回の処理により、原料を溶融後、膨化させないことで、結着性・吸水性を抑えることができ、バイパス率が向上し、かつ消化酵素での分解性の良い蛋白質の調製ができた。（実施例１，２，５）
さらにトウモロコシ蛋白質（プロラミン蛋白質含有）を加えることで、さらにバイパス率を高められ、消化酵素での分解性も良い蛋白質の調製ができた。（実施例３，４）
ツェインを添加し、アルコールを加え、混練することで原料の処理温度を下げ、緻密でバイパス率が高く、消化酵素の分解性の良い蛋白質が調製できた。（実施例６）
一方原料を溶融させ、膨化させた比較例３は、結着性は良いものの、吸水率が高いため、バイパス率が低くなった。
処理温度を適温（十分に溶融する温度範囲の中では比較的低い温度のこと）より低くした、比較例１は、結着性・吸水率・バイパス率が悪くなった。処理温度を適温より高くした、比較例２は、結着性・吸水率・バイパス率は良いものの消化酵素での分解が低くなった。
【００３４】
実施例７
リジン５重量部、グルテンミール９０重量部、６０体積％エタノール５０重量部を添加し、常温で混練し、混合物を押し出し造粒を行い、篩い分け後、乾燥させた。
【００３５】
実施例８
リジン５重量部、グルテンミール７０重量部、ツェイン２０重量部、６０体積％エタノール４５重量部を添加し、常温で混練し、添加物を押し出し造粒を行い、篩い分け後、乾燥させた。
【００３６】
比較例４
リジン５重量部、グルテンミール７０重量部、ツェイン２０重量部、水を４５重量部を添加し、常温で混練し、混合物を押し出し造粒を行い、篩い分け後、乾燥させた。
リジン溶出率を実験し表２にまとめた。
【００３７】
【表２】

【００３８】
グルテンミールを含水エタノールを利用することにより、添加したリジンが緻密な構造に保持され、溶出が抑えられる。（実施例７）
またツェインを添加し、混合することで、さらにリジンの溶出を抑えることができる。（実施例８）
含水エタノールを使用しない場合、リジンの溶出を抑えることができない。（比較例４）
【００３９】
トウモロコシ蛋白質はリジンが制限アミノ酸となっているが上記方法によりアミノ酸バランスを改良した蛋白質飼料の提供が可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
バイパス効率が良くかつ第４胃以降で消化吸収性の良い反芻動物用飼料製剤並びにそれを含有する反芻動物用の飼料を提供することができる。

Claims

プロラミンを含む蛋白質を他の穀物蛋白と混練させたものを原料とし、該原料を２軸エクストルーダーで１００℃以上１５０℃以下の溶融条件で溶融させ、溶融後、冷却ダイで冷やしながら膨化しないように押出す方法により緻密な構造に処理し、次いで、粒径を調整する方法で製造されたものであって、第４胃以降消化・吸収性蛋白質であって、水を通さない緻密な構造と反芻動物の第３胃を通過できる大きさを有することを特徴とする反芻動物用飼料製剤。
さらに、消化吸収できる蛋白質を蛋白質全量のおおよそ３５〜５０重量％含み、難消化性蛋白の含有量が低く抑えられている請求項１の反芻動物用飼料製剤。
プロラミンを含む蛋白質を他の穀物蛋白と混練させた原料を、２軸エクストルーダーで１００℃以上１５０℃以下の溶融条件で溶融させ、溶融後、冷却ダイで冷やしながら膨化しないように押し出す方法により緻密な構造に処理し、次いで、直径０．５〜３ｍｍ程度に粒径を調整することを特徴とする反芻動物用飼料製剤の製造方法。
請求項１または２の飼料製剤を含有することを特徴とする反芻動物用飼料。