JP4189860B2 - 飼料用マイクロカプセル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の飼料、例えば養殖稚魚が捕食する餌用生物の飼料として用いられる飼料用マイクロカプセルに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
養殖や畜産の分野においては、適切な栄養成分を含有する飼料または餌料を用いて飼育を行うことが重要であり、いろいろな工夫がなされている。
例えば、ハマチ、タイなどの高級魚を得るための養殖においては、ふ化から稚魚までの段階を人工的環境で飼育した後、自然環境に放流して収穫する栽培漁業方式が採られており、稚魚の飼育には、ワムシと呼ばれる体長 200μｍ程度の生物を餌として与えている。この際、栄養価を高めるために一般にクロレラ中でワムシ類を生育させる。このような栄養強化させた餌料を稚魚に捕食させることにより、栄養不足に起因する稚魚の死滅をある程度防止できるが未だ充分ではない。最近の研究によれば、稚魚の健全な発育のためには、各種の栄養成分がバランス良く摂取されることが重要であり、特に不飽和脂肪酸（特にＤＨＡ（ドコサヘキサエン酸）、ＥＰＡ（イコサペンタエン酸））およびアミノ酸（特に必須アミノ酸）またはそれらを構成成分として含むタンパク質が不可欠であることが判明している。したがって、稚魚の餌となるワムシ類にもこれらの成分が確実に含有されていることが必要であるが、単にクロレラで生育させたようなワムシ類は、この要求を満たしておらず、稚魚の死滅をもたらすものと考えられる。
【０００３】
しかしながら、ＤＨＡやＥＰＡなどをワムシ類に効率的に取り込ませることは容易ではない。その理由は、ＤＨＡやＥＰＡは水にほとんど溶けないこと及びワムシ類は５〜20μｍの大きさのものしか体内に取り込めないことにある。また、ＤＨＡやＥＰＡは、ワムシ類の培養水槽に投入されると、油状化して水槽の水への酸素の溶解を遮断すると同時に、ワムシ類の体表にも付着する。その結果、ＤＨＡやＥＰＡは、ワムシ類に取り込まれないことはもちろん、逆にそれらの生物を死滅させてしまう。なお、ＤＨＡやＥＰＡと水の混合物を予め強く攪拌し、ＤＨＡやＥＰＡの微小油滴を形成した後、その油滴をワムシ類に投与する方法が考えられるが、この場合、油滴は、すぐに合一し、大きな油滴もしくは油膜になってしまうことが知られている。
【０００４】
このようなことから、ＤＨＡやＥＰＡを含有する魚油をゼラチン膜で被覆した飼料用マイクロカプセルが考案され、市販されている。しかしながら、そのような飼料用マイクロカプセルは、ワムシ類の飼料として適当な大きさを有するものであるが、本質的に水溶性栄養成分を充分に含有することができず、したがって、水溶性栄養成分を十分に含有していないという欠点を有している。すなわち、そのような飼料用マイクロカプセルは、ゼラチン膜に僅少量の水溶性成分（例えば、水溶性ビタミン類）を含有させることができるとしても、水溶性栄養成分、特に必須アミノ酸またはそのようなアミノ酸を構成成分として含むタンパク質を、多量に含有させることはできない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上述した問題を解決し、養殖稚魚が捕食する餌用生物の飼料などとして好適な、各種の栄養成分がバランスよく含有されている飼料用マイクロカプセルを提案せんとするものである。
本発明による飼料用マイクロカプセルは、研究を重ねた結果案出されたもので、従来の飼料用マイクロカプセルとは異なる新規な飼料用マイクロカプセルというものである。
【０００６】
すなわち、本発明による飼料用マイクロカプセルの１つは、水溶性栄養成分を含有する水相を分散している、油溶性栄養成分を含有する油相が、生分解性ポリマー膜によって被覆されている、というものである。このような本発明による飼料用マイクロカプセルによれば、養殖業や畜産業などにおいて魚介類や動物に与える飼料として、またペットや観賞魚などの飼料として、そのまま、またはその他の飼料と混合して使用することができる。
【０００７】
また、本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つは、上述した本発明による飼料用マイクロカプセルの１つにおいて、油溶性栄養成分がＤＨＡ、ＥＰＡおよび／またはこれらの脂肪酸を構成成分として含む食用油を含有し、水溶性栄養成分がアミノ酸および／または水溶性タンパク質を含有し、粒径が５〜20μｍである、というものである。
このような本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つによれば、それを稚魚の餌用生物（上述したワムシ類など）に、確実に摂取させることができ、各種の栄養成分がバランスよく強化され且つ消化性も良好な飼料として与えることができ、このため、餌用生物を捕食する稚魚を死滅させることなく健全に生長させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による飼料用マイクロカプセルの１つにおいて、その油相が含有する油溶性（脂溶性）栄養成分としては、飼料の用途（使用目的）に応じて、各種の動物性油脂もしくは植物性油脂、または、それらから抽出、精製された脂肪酸（特に不飽和脂肪酸）を適用することが可能である。更に、油相には、一般に、油溶性ビタミン（ビタミンＡ、Ｄ、Ｅなど）を含有させる。それらのビタミン類は、油脂中に含まれていることもあるが、不足する場合には、油相中に追加含有させる。
【０００９】
本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つにおいて、油相は、ＤＨＡ、ＥＰＡ、および／またはこれらの脂肪酸を構成成分として含む食用油を含有する。ここで、食用油としては、ＤＨＡおよびＥＰＡを豊富に含むイワシ、サバ、アジ、ブリ、サンマ、マグロ、カツオなどの青み魚の魚油が好ましいが、これに限られるものではない。例えば、ＤＨＡやＥＰＡを含有する海洋性動物（例えば、アザラシ）由来の油脂などを使用することもできる。
【００１０】
本発明による飼料用マイクロカプセルの１つ及び他の１つにおける特徴は、上述した油相が水溶性栄養成分を含有する水相を分散されていることである。ここで、水溶性栄養成分としては、各種のアミノ酸、水溶性タンパク質、水溶性ビタミン（ビタミンＢ1 、Ｂ2 、Ｂ6 、Ｃなど）、パントデン酸、ニコチン酸などが挙げられる。
また、本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つにおける他の１つの特徴は、水相がアミノ酸および／または水溶性タンパク質を含有していることにある。また、本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つの他の特徴は、前述した従来の飼料用マイクロカプセルとは異なり、アミノ酸および／または水溶性タンパク質を水溶性栄養成分として含有する水相が油溶性栄養成分を含有する油相中に分散されているので、水溶性栄養成分を多量に存在させることを可能であることである。ここで、水溶性タンパク質としては、アルブミン系タンパク質、プロタミン系タンパク質、酵母エキスなどを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００１１】
本発明による飼料用マイクロカプセルの１つ及び他の１つにおける他の特徴は、上述した水相を分散させている上述した油相が、生分解性ポリマーの膜により被覆されていることである。ここで、生分解ポリマーは、マイクロカプセル飼料を食する生物（ワムシのような餌用生物の飼料の場合は、餌用生物を食する生物（すなわち稚魚））の体内で消化分解され得るポリマーを指称し、そのような生分解性ポリマーとしては、多糖、ポリペプチド、核酸、脂肪族ポリエステル、ゼラチンなどが挙げられ、とくに多糖系ポリマー（例えばポリ乳酸系ポリマー）が好ましい。また、本発明による飼料用マイクロカプセルの１つ及び他の１つは、実際上、その使用目的に応じて数μｍから数百μｍの粒径を有するように調製されるが、本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つは、稚魚の餌用生物（ワムシ類など）の飼料用として、５〜20μｍの粒径を有する。
【００１２】
本発明による飼料用マイクロカプセルは本発明者が見出した次の製法で製造することができる。すなわち、（１）油溶性栄養成分および生分解性ポリマーを揮発性有機溶媒に溶かした油性溶液に、水溶性栄養成分の水性溶液（内水相）を添加し攪拌することによりＷ／Ｏ型エマルションを調製する一次乳化工程と、（２）その一次乳化工程で調製されたＷ／Ｏ型エマルションを別の水性溶液（外水相）に添加し攪拌することにより、Ｗ／Ｏ／Ｗ型エマルションを調製する二次乳化工程と、（３）その二次乳化工程で調製されたＷ／Ｏ／Ｗ型エマルションを吸引下で加温して有機溶媒を蒸発させることにより、油溶性栄養成分が含有されている油相内に、水溶性栄養成分を含有している水相を分散させている油溶性栄養成分が含有されている油相内が一次乳化工程での油状溶液に溶かした生分解ポリマーによる生分解性ポリマー膜によって被覆されているマイクロカプセルを飼料用マイクロカプセルとして形成する蒸発工程とを含む製法で製造することができる。ここで、上述した各工程につき更に説明する。
【００１３】
［一次乳化工程］
水溶性タンパク質、アミノ酸、水溶性ビタミンなどの水溶性栄養成分を適当な緩衝液（例えば、リン酸緩衝液）中に入れて、水性溶液とする。この場合、水溶性栄養成分の濃度は、使用目的にもよるが、通常、水溶性栄養成分全量で数ｍｇ／ｍｌ〜100 ｍｇ／ｍｌ程度とする。
一次乳化工程に用いる油性溶液は、揮発性有機溶媒（例えば、ジクロロエタン）に、生分解性ポリマーおよび油溶性栄養成分（ＤＨＡ、ＥＰＡ、魚油、脂溶性ビタミンなど）を溶解させることによって調製する。この場合，用途にもよるが、生分解ポリマーの濃度を、通常、２〜10重量％とし、また、油溶性栄養成分の濃度を、全量で10〜20重量％程度とする。乳化効率を高めるため、油性溶液には、適当な界面活性剤を少量（通常、１〜３重量％程度）添加しておく。
【００１４】
以上のように調製した油性溶液（油相）に、水性溶液を少しずつ注入しながらエマルション化機（ホモジナイザー）または超音波照射により激しく攪拌することによって、Ｗ／Ｏ型エマルションを形成する。用いる水性溶液：油性溶液の比（体積比）を、用途にもよるが、通常、１：２〜10とする。この一次乳化は、氷冷下に、攪拌速度1,000 〜10,000ｒｐｍ、好ましくは3,000 〜 5,000ｒｐｍで、５〜20分間攪拌することによって行われる。
【００１５】
［二次乳化工程］
二次乳化は、上述した一次乳化工程で得られたＷ／Ｏ型エマルションを、すばやく、第２の水性溶液に添加し攪拌することによって行われる。この第２の水性溶液（外水相）は水溶性分散安定剤の水溶液である。ここで、水溶性分散安定剤として特に好適なものはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）であり、蒸留水を用いて、通常、２〜10重量％程度の濃度の水溶液として調製する。このＰＶＡの使用により、次の蒸発工程で表面の滑らかな飼料用マイクロカプセルを得ることができる。この外水相にも適当な界面活性剤を微量（通常、0.1
〜 0.5重量％）添加しておく。
【００１６】
二次乳化工程は、マイクロカプセルを製造するのに最も重要な工程であり、特に、一次乳化工程で得られたＷ／Ｏ型エマルションの油相の粘り具合と攪拌の強さとの兼ね合いは、微妙である。攪拌が強すぎるとＷ／Ｏ／Ｗ型エマルションが形成されず、中間の球殻状の油相がこわれてしまい、油相が水溶液面に浮いてひろがる。また、攪拌が弱いと、Ｗ／Ｏ／Ｗ型液滴が多数凝集したような凝集カプセルになってしまう。二次乳化の最適条件は、使用器具、攪拌装置、有機溶液相の粘度などによって変わるが、一般的に、上述した一次乳化よりも遅い攪拌速度で短時間、すなわち、通常、300 〜 1,000ｒｐｍの攪拌速度で３〜10分間、室温下に攪拌することによって行われる。
【００１７】
［蒸発工程］
上述した二次乳化工程で得られたＷ／Ｏ／Ｗ型エマルションを軽く吸引しながら加温してゆるやかな攪拌を続けることにより、そのＷ／Ｏ／Ｗ型エマルションの油相に含まれていた揮発性溶媒（例えば、ジクロロエタン）が徐々に外水相に溶け出し、さらに空中に蒸散し、水相を分散している油相が上述した一次乳化工程での油相溶液に溶かした生分解ポリマーによる生分解性ポリマー膜によって被覆されているマイクロカプセルが飼料用マイクロカプセルとして形成される。このような蒸発工程は、揮発性溶媒の沸点よりも僅かに高い温度（ジクロロエタンの場合、25〜30℃）に加熱しながら、ゆるやかな攪拌を、通常、３〜５時間とって行う。得られた飼料用マイクロカプセルは、ろ過、乾燥して使用に供するか、またはろ過後、水相中に貯蔵する。
【００１８】
以下、本発明による飼料用マイクロカプセルの特徴を更に明らかにするため、本発明による飼料用マイクロカプセルの実施例を示すが、本発明による飼料用マイクロカプセルはこの実施例によって制限されるものではない。
【実施例】
上述したマイクロカプセルの製法に従い、以下に示す組成および条件を用いて、稚魚の餌用ワムシの飼料として好適な飼料用マイクロカプセルを製造した。
Ｗ／Ｏエマルションの調製（一次乳化）
・水性溶液（内水相）：タンパク質（酵母エキス：和光純薬（株）製525-00301) 20ｍｇ／ｍｌのリン酸緩衝液36ｍｌ
・油性溶液：
１）Lacty （（株）島津製作所製ポリ乳酸ポリマー）５重量％
２）イワシ油 12重量％
３）界面活性剤：縮合リシノレイン酸デカグリセリン（ 818SX：太陽化学（株）製)1.5重量％
４）ジクロロエタン 108 ｍｌ
・攪拌速度：5,000ｒｐｍ
・温度：氷で冷却
・攪拌時間：10分
【００１９】
Ｗ／Ｏ／Ｗエマルションの調製（二次乳化）
・水性溶液（外水相）：
１）ＰＶＡ ４重量％
２）界面活性剤：モノラウリン酸デカグリセリン（ Q12-S：太陽化学（株）製）0.30重量％
３）蒸留水 680ｍｌ
・攪拌速度：500ｒｐｍ
・温度：室温
・攪拌時間：５分
【００２０】
溶媒の蒸発
・温度 30℃
・攪拌速度 150ｒｐｍ
・時間 ６時間
【００２１】
上述した組成及び条件を用いて得られた飼料用マイクロカプセルにおいて、その粒径をレーザー回折式粒度分布装置を測定したところ、５〜20μｍの粒径を有していた。また、得られた飼料用マイクロカプセルの表面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ： 500倍）を用いて観察し、さらに、得られた飼料用マイクロカプセルをエポキシ樹脂で硬化させたものを切断し、その断面のＳＥＭ観察も行った。図１は、得られた飼料用マイクロカプセルの表面形状を示すＳＥＭ写真であり、また、図２は、得られた飼料用マイクロカプセルの断面形状を示すＳＥＭ写真であり、これらＳＥＭ写真からも、本発明による飼料用マイクロカプセルが、水溶性栄養成分を含有する水相を分散している油溶性栄養成分を含有する油相が、滑らかな表面を有する生分解性ポリマー膜によって被覆されていることが明らかであった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明による飼料用マイクロカプセルの１つによれば、水溶性栄養成分を含有する水相を分散させている、油溶性栄養成分を含有する油相が、生分解性ポリマー膜によって被覆されている、という構成を有し、したがって、生分解性ポリマー膜によって、水溶性栄養成分の水相を分散させている油溶性栄養成分を含有する油相を、確実に内包保持させることができ、また、水溶性栄養成分を含有する水相を油溶性栄養成分を含有する油相中の分散させていることによって、油相中に、油溶性栄養成分に加えて水溶性栄養成分を充分に含有させることができるので、摂取し易く且つ各種の栄養成分をバランスよく含有している養殖業や畜産業などにおける魚介類や動物の飼料として、またペットや観賞魚などの飼料として、さらには養殖稚魚が捕食する餌用生物の飼料として、なおさらには、そのまままたはその他の飼料と混合して使用することができる飼料として、容易に提供することができる、という優れた効果を有する。
【００２３】
また、本発明による飼料用マイクロカプセルの他の１つによれば、本発明による飼料用マイクロカプセルの１つにおいて、油溶性栄養成分がＤＨＡ、ＥＰＡおよび／またはそれらの脂肪酸を構成成分として含む食用油を含有し、水溶性栄養成分がアミノ酸および／または水溶性タンパク質を含有し、粒径が５〜 20 μｍである、という構成を有し、したがって、本発明による飼料用マイクロカプセルの１つの上述した効果を有する外、稚魚の餌用生物（上述したワムシ類など）に、確実に摂取させることができる飼料として、また各種の栄養成分をバランスよく含有し且つ消化性も良好な飼料として容易に与えることができ、また、このため、餌用生物を捕食する稚魚を死滅させることなく健全に生長させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従うコロイド（マイクロカプセル）の表面を拡大して示す顕微鏡写真である。
【図２】 本発明に従うコロイド（マイクロカプセル）の断面を拡大して示す顕微鏡写真である。

Claims (2)

1. 水溶性栄養成分を含有する水相を分散させている、油溶性栄養成分を含有する油相が、生分解性ポリマー膜によって被覆されていることを特徴とする飼料用マイクロカプセル。
2. 請求項１記載の飼料用マイクロカプセルにおいて、
   上記油溶性栄養成分がＤＨＡ、ＥＰＡおよび／またはそれらの脂肪酸を構成成分として含む食用油を含有し、上記水溶性栄養成分がアミノ酸および／または水溶性タンパク質を含有し、粒径が５〜20μｍであることを特徴とする飼料用マイクロカプセル。

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