JP4421777B2 - 飼料の脱マイコトキシン用組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
本出願は、１９９８年４月１７日を出願日とする仮出願第６０／０８２，１３４号の優先権を主張するものである。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、動物用飼料における各種のマイコトキシンの吸収を抑制あるいは改善して、これら飼料の栄養分品質を改善するとともに、これらを摂取する動物の健康状態および発育状態を改善する組成物および方法に関する。特に、本発明組成物は、変性酵母細胞壁エキスとゼオライト、ベントナイトやその他のアルミノシリケート系クレーなどのクレーとを組合せて構成するものである。この組合せは、動物用飼料におけるマイコトキシン汚染の抑制に対して驚くべき、予期しない結合効果を発揮するものである。
【０００３】
【発明の背景】
毎年、世界中の動物用飼料としての穀物および干し草の多くの割合がかび類が産生する毒素によって汚染されている。飼料の栄養価減少および動物の中毒例の多くは保存穀物やその他の飼料における各種のかび、すなわちコウジカビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、フセリウム（Ｆｕｓｅｒｉｕｍ）およびアオカビ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）の生育を原因としている。マイコトキシンは飼料の栄養価、家畜の生育状態、動物の健康状態に影響をもつものである。マイコトキシンで汚染された飼料は、動物にとって不快であり、この結果摂取レベルが低下し、生育状態及び／又は毒性問題を悪化させる。
【０００４】
マイコトキシンは、その繁殖に好適な条件が利用できるときに必ず繁殖する。すなわち、栽培時、収穫時、保存時、あるいは飼料加工時の穀物に原因となる菌類が生育するときにマイコトキシンが発生する。原因となる菌類が広く分布しているため、ある種のマイコトキシンの地理上の分布について一般化することは難しいが、アフラトキシンやＦｕｍｏｎｉｓｉｎはより温暖な気候下で繁殖する傾向があり、より湿度の高い、より寒冷なところでは、オクラトキシン、Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ、Ｖｏｍｉｔｏｘｉｎ、Ｄｅｏｘｙｎｉｖａｌｅｎｏｌ（ＤＯＮ）、Ｔ２トキシンなどが繁殖しやすい。各マイコトキシンはそれぞれ独自な作用をもち、いずれも破滅的な影響をもつ。これらマイコトキシンの２種以上で同時に汚染されると、個別汚染の場合よりも、家畜の健康状態および生産性への悪影響が大きくなる。
【０００５】
マイコトキシンの物理的作用範囲については、飼料摂取レベルの低下や飼料変換率の低下から動物生育性の全体的な低下まで含む。飼料拒否ファクターと呼ばれるＶｏｍｉｔｏｘｉｎは、主に豚に影響をもつ。Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅは、豚や乳牛の生殖器官に影響する。Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎは、その脳へのインパクトのために、馬に神経障害を発症させる。オクラトキシンは腎臓障害の原因となる。家禽類や豚はオクラトキシンに敏感であるが、乳牛は、オクラトキシンを第１胃におけるバクテリアによって無毒化するため、より高いレベルのオクラトキシンに対して抗毒性をもつことができる。最もよく見られるマイコトキシンであるアフラトキシンによる発症率がより高い。器官レベルまたは細胞レベルではマイコトキシンは異なる作用を示す。すなわち、アフラトキシンによる肝臓障害、腎臓障害は重く、また，Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅは重い生殖器官障害を引き起こす。マイコトキシコーシスによる他の障害には、哺乳動物の腺膨張や卵巣萎縮（Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ）、ひよこの口部障害（Ｔ２トキシン）、神経系障害や四肢の壊死（麦角菌アルカロイド）がある。また、マイコトキシンは、その多くが動物の摂取後乳や肉に移行するため、ヒトの健康にもインパクトを与える。例えば、アフラトキシンは乳に代謝産物であるアフラトキシンＭ１として存在する。
マイコトキシンによる急性障害は比較的発見しやすいが、わずかに低下した生育状態及び／又は免疫抑制を始めとする慢性障害は、大きな経済的損失になることがある。マイコトキシンに対処するため従来から採られてきた方法には、かび抑制剤を使用して、保存飼料におけるかびの成長を抑制することがあるが、特に家畜産業では、経済的状況から、マイコトキシン汚染飼料を使用できる方法を開発することが要求されている。このためによく利用されている方法では、汚染飼料をマイコトキシンを含まない飼料で希釈し、高度に汚染された飼料を物理的に分離してから、アンモニア処理または加熱処理して、飼料から毒性を除去している。これら方法は経済的ではない労力集約型であり、加えてある種のマイコトキシンには無効である。
【０００６】
マイコトキシン汚染飼料を処理するより実用的な方法は、この飼料にトキシンに結合して、これを排除できる物質を配合して、毒素の動物血流への吸収を抑制することである。いくつかの化学物質が商業的に有効であることが証明されている。なかでも、結合剤としてミネラルクレーの使用が最も商業的である。例えば、ＵＳＰ５，１４９，５４９には、モンモリロナイトクレー、特にベントナイトクレーをマイコトキシン結合剤として動物用飼料に混合することが記載されている。また、ＵＳＰ５，１６５，９４６には、マイコトキシン結合剤としてモンモリロナイトクレーを適当な封鎖剤、特にリン酸塩、ポリリン酸塩と併用することが記載されている。さらに、ＵＳＰ５，６３９，４９２には、この方法を洗練されたものにするために、動物用飼料と混合した酸活性化カルシウムベントナイトクレーを使用して、マイコトキシン汚染の作用を抑制することが記載されている。ところが、マイコトキシン結合剤としてのクレーには大きな制限がある。すなわち、クレーの場合、有意味なマイコトキシン結合を実現するためには、高レベルで動物用飼料に配合する必要がある。さらに、これらクレーの大半は、結合効果範囲が限られているため、アフラトキシンのみをある程度まで結合するにすぎない。また、家畜を生産する条件では、クレー分泌物が有機質肥料装置の目詰まりを起こす問題がある。このように、飼料中のマイコトキシンを結合するために現在使用されている配合率よりも低い配合率で動物用飼料に混合でき、しかも広い範囲のマイコトキシンに有効なマイコトキシン結合剤に対する必要性が依然として存在している。
【０００７】
【発明の要約】
従って、本発明の第１の目的は、動物用飼料に共通して認められる、マイコトキシンに結合して、これを不活性化する方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、変性酵母細胞壁エキスとゼオライト、ベントナイトやアルミニウムシリケートなどのミネラルクレーとを組合せて使用して、動物用飼料に認められる、マイコトキシンに結合して、これを不活性化する方法を提供することである。
【０００８】
本発明の第３の目的は、変性酵母細胞壁エキスとゼオライト、ベントナイトやアルミニウムシリケートなどのミネラルクレーとを組合せて構成した、動物用飼料におけるマイコトキシン汚染を抑制するために驚くべき、予期しない配合結合効果を発揮する組成物を提供することである。
【０００９】
本発明の第４の目的は、変性酵母細胞壁エキスとゼオライト、ベントナイトやアルミニウムシリケートなどのミネラルクレーとを組合せて構成した、従来から動物用飼料に利用されているマイコトキシンバインダーに必要な配合率よりも低い配合率で動物用飼料で混合できる組成物を提供することである。
【００１０】
本発明の上記以外の目的、利点やその他の特徴を以下に説明する。なお、これらの一部については、当業者ならば、以下の記載および本発明の実施により理解できるはずである。本発明の目的および利点は、特許請求の範囲に記載した手段および構成によって実現することができる。
【００１１】
上記その他の目的を実現するために、本発明は、動物用飼料に存在するマイコトキシンを結合する新規な方法を提供するものである。特に、好適な実施態様によれば、本発明は、変性酵母細胞壁エキスとアルミニウムシリケートとで構成した、動物用飼料に存在するマイコトキシンを結合する方法および組成物を提供するものである。酵母細胞壁エキス源としては、各種の酵母から選択できる酵母微生物を使用でき、またアルミノシリケート源としては標準的な工業グレードものが使用できる。
【００１２】
本発明によって提供される組成物は、鳥類、牛類、豚類、馬類、羊類、山羊類、犬類や猫類を始めとする任意の動物に使用できる。飼料と混合した場合、あるいは栄養剤として使用する場合、驚くべき強いマイコトキシン結合特性をもつ組成物が動物によるマイコトキシンの吸収を抑制し、これによって生育状態および健康状態を改善するとともに、マイコトキシン誘発障害の発症率を低減する。
【００１３】
【発明の目的】
本発明は、ミネラルクレーと併用した酵母細胞壁誘導エキスが動物用飼料に存在するマイコトキシンに対して予期しない配合結合作用を発揮するという驚くべき発見に基づくものである。このように、本発明は、酵母細胞壁エキスをクレーと組合せて構成した、動物用飼料に存在するマイコトキシンを結合する方法および組成物を提供するものである。
【００１４】
本発明の組成物に使用する酵母微生物としては各種の食用酵母を使用できる。例示すれば、サッカロミケス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）属、カンディダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属、Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ属またはＴｏｒｕｌａｓｐｏｒａ属酵母が使用できる。好適な実施態様では、酵母としてＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ菌糸１０２６を使用する。酵母細胞壁エキスは常法によって得ることができる（例えば、Ｐｅｐｐｌｅｒ，Ｈ．Ｊｏ．１９７９，Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｙｅａｓｔｓ ａｎｄ ｙｅａｓｔ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｐａｇｅ１５７ ｉｎ：Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，Ｖｏｌ．２（２ｄ Ｅｄ．），Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）。
【００１５】
簡単にいえば、食品関連発酵業界や清涼飲料水業界でよく使用されている技術に従って酵母微生物を培養する。希釈糖蜜などの各種糖含有培地を使用すると、酵母培養糖源を得ることができる。他の培地も使用でき、例示すれば木糖、亜硫酸パルプ廃液、乳漿である。次に、酵母バイオマスを遠心分離により分離・洗浄して、酵母クリームを得る。
【００１６】
分離してから、微生物を溶解する。酵母微生物を溶解するためには、各種の方法、例えば自己分解、加水分解を使用することができる。本発明の好ましい実施態様では、酵母微生物を室温で１２〜２４時間加圧自己分解する。パパインなどのプロテアーゼやその他各種アルカリ性プロテアーゼまたは中性プロテアーゼを分解時に加えると、酵母蛋白質の可溶化を促進するとともに、細胞間成分の凝集を防止することができる。自己分解後、生成した酵母細胞壁エキスを数回遠心分離によって洗浄して、細胞間成分を除去するとともに、エキスを濃縮する。得られた濃厚エキスを常法、例えば噴霧乾燥やドラム乾燥によって乾燥すると、吸湿性の水溶性粉末を得ることができる。
【００１７】
また、本発明は、細胞壁のマンナンオリゴ糖（ＭＯＳ）部位を培養時、例えば発酵時にアルコール振盪（ａｌｃｏｈｏｌ ｓｈｏｃｋｉｎｇ）によって変性して、酵母細胞壁を厚くするとともに、得られる細胞壁エキスのマイコトキシン結合に利用できる表面積を大きくすることからなる、酵母細胞壁エキスのマイコトキシン結合性を強化改善する方法を提供するものでもある。各種の工業用アルコール、例示すればメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールを使用することができる。本発明の好適な実施態様では、酵母微生物のアルコール振盪をエチルアルコールを使用して行なう。あるいは、培養時約５％〜約２０％のアルコールからなる環境に酵母微生物を暴露することによって酵母微生物のアルコール振盪を行なってもよく、あるいは培養時８％〜１５％のアルコールからなる環境に酵母微生物を暴露してもよい。本発明の好適な実施態様では、培養時１０％〜約１２％のアルコールからなる環境に酵母微生物を暴露する。
【００１８】
本発明の組成物に使用するミネラルクレーとしては、動物用飼料への配合に好適な各種の工業用クラスのクレーが使用できる。例示すれば、ゼオライトクレー、ベントナイトクレー、あるいはアルミノシリケートである。各種の市販クレー製品が使用できる。特に好適な実施態様では、各種の市販アルミノシリケート製品から選択する。
【００１９】
本発明の好適な実施態様では、本発明組成物は約１％〜約１０％のアルミニウムシリケートと約９０％〜約９９％の変性酵母細胞壁エキスとで構成する。好ましくは、約４％〜約８％のアルミニウムシリケートと約９２％〜約９６％の変性酵母細胞壁エキスとで構成する。特に好ましくは、約５％〜約７％のアルミニウムシリケートと約９３％〜約９５％の変性酵母細胞壁エキスとで構成する。本発明組成物は、動物用飼料に直接配合するのに好ましい乾燥易流動性粉末として使用するのが好ましい。あるいは、トータル混合飼料への栄養剤として配合する乾燥易流動性粉末としても好ましい。
【００２０】
本発明組成物は、市販の任意の家畜用飼料やペット用飼料、例示すれば穀類やペレット化濃厚飼料に添加配合できる。本発明組成物は市販のペレット化飼料に直接配合してもよく、あるいは市販飼料に栄養剤として配合してもよい。本発明組成物を動物用飼料に直接配合する場合、飼料１トンにつき０．２５ｋｇ〜約４ｋｇの量で配合するとよい。好適な組成物の場合、飼料１トンにつき０．５ｋｇ〜約３ｋｇの量で配合するとよい。特に好適な組成物の場合、飼料１トンにつき１ｋｇ〜２ｋｇの量で配合するとよい。本発明組成物は、鳥類、牛類、豚類、馬類、羊類、山羊類、犬類や猫類を始めとする任意の動物に使用できる。
【００２１】
本発明方法では、動物用飼料からマイコトキシン、例示すればアフラトキシン、Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ、Ｖｏｍｉｔｏｘｉｎ、Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓ、Ｔ２トキシン、オクラトキシンを強い結合作用により除去し、これによって飼料の安全性および栄養価を高め、動物の全体的な健康状態および生育状態を改善する。本発明組成物は、本発明の個々の成分による結合性と比較した場合、アフラトキシン、Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ、Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎへの結合性が特にすぐれている。
【００２２】
本発明組成物は、動物用マイコトキシン汚染飼料に対して約０．０１２５重量％〜０．４重量％の量で添加配合すればよい。好ましい組成物の場合、動物用マイコトキシン汚染飼料に対して約０．０２５重量％〜０．２重量％の量で添加配合すればよい。特に好ましい組成物の場合、動物用マイコトキシン汚染飼料に対して約０．０４重量％〜０．１重量％の量で添加配合すればよい。
【００２３】
あるいは、本発明組成物を動物に栄養剤として直接供給してもよく、１日当たりの使用量は動物に対して２．５〜２０グラムである。特に好ましい組成物の場合、１日当たりの使用量は動物に対して１０〜１５グラムである。なお、当業者ならば、動物の種、動物の大きさ、本発明組成物を配合する飼料の種類に応じて組成物の使用量を決定できるはずである。
【００２４】
【実施の態様】
以下、実施例により本発明を説明するが、これらは本発明を制限するものではない。
【００２５】
実施例１
以下の実験により、本発明組成物の生体外マイコトキシン結合性を実証する。いずれの実験も水溶液中で行なった。マイコトキシンの添加濃度を２μｇ／ｍｌとした。約９４％の酵母細胞壁エキスと約６％のアルミニウムシリケートとからなる変性酵母細胞壁エキス／アルミノシリケート１ｍｇを混合物に添加し、渦巻き状態で１時間保持した。吸着剤を遠心分離によって除去した。
【００２６】

ａ：結合率は、１時間の培養時間にわたり水性培地中で評価した。
標準ＨＰＬＣ法を使用して、マイコトキシン濃度を分析した。
培養管につき１ｍｇの吸着剤を添加した。
ｂ：トキシン濃度は２μｇとした。
ｃ：比較対象は、吸着剤を含有しない対照培養酵母とした。
【００２７】
本発明組成物は、結合率においてアフラトキシン、Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ、Ｔ２トキシン、Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎの順ですぐれていた。Ｖｏｍｉｔｏｘｉｎ（ＤＯＮ）およびオクラトキシンの結合率はほぼ同じであった。同様な実験において、本発明組成物の結合性を汚染飼料におけるマイコトキシンの範囲について試験した（表２）。Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎの結合率がＴ２トキシンよりもすぐれていた点を除けば、同じ結果が認められた。
【００２８】

ａ：比較対象は、陰性対照培養酵母における非特異的結合とした。
【００２９】
実施例２
以下の実験では、本発明組成物のマイコトキシン結合性を他の吸着剤と比較する。表３に、酵母細胞デブリーと比較した本発明によるマイコトキシンの結合を示す。評価では、表１に示したデータと同じものを使用した。ただし、マイコトキシンの溶液濃度については、市販の直接拮抗酵素−結合免疫吸着評価法（Ｖｅｒａｔｏｘ（登録商標）定量マイコトキシン試験）を使用して求めた。
【００３０】

ａ：吸着剤を含有しない対照と比較した結合率である。マイコトキシンは、２μ
ｇ／ｍｌの濃度で添加した。市販のＥＬＩＳＡ試験キット（Ｖｅｒａｔｏｘ
（登録商標）定量マイコトキシン試験）を使用して、トキシン濃度を分析し
た。
ｂ：培養酵母につき１ｍｇで吸着剤を添加した。
酵母細胞デブリー単独の場合と比較した場合、本発明組成物は、Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅを除く試験マイコトキシンすべてについて有意味に結合した。表４に、本発明組成物の生体外マイコトキシン結合性と市販の結合剤のそれとを比較した結果を示す。
【００３１】

（Ａ）アフラトキシン
（Ｂ）Ｚｅａｒａｌｅｎｏｎｅ
（Ｃ）Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎ
（Ｄ）Ｖｏｍｉｔｏｘｉｎ
ＮＤ：試験を行なわなかった。
対照結合剤と比較した場合、本発明組成物のマイコトキシン結合性は著しくすぐれていた。同様に、水和ナトリウムカルシウムアルミノシリケート（ＨＳＣＡＳ）単独と比較した場合、本発明組成物は、汚染された家禽用飼料におけるアフラトキシンの生体外結合において著しくすぐれていた（表５）。
【００３２】

ａ：吸着剤を含有しない対照と比較した場合の結合率％
ｂ：ｐｐｂ
ｃ：水和ナトリウムカルシウムアルミノシリケート
【００３３】
ＨＳＣＡＳに必要な濃度よりもかなり低い濃度で、本発明組成物はすぐれたマイコトキシン結合性を示した。
【００３４】
これら結果は、本発明組成物、すなわち適当なミネラルクレーと併用した変性酵母細胞壁エキスが、従来から使用されてきた結合剤に必要な配合濃度よりも低い配合濃度で動物用汚染飼料におけるマイコトキシンの有効な除去方法を与えることを示している。
【００３５】
以上の本発明の好適な実施態様に関する説明は、例示のみを目的とするものである。従って、本発明をこの実施態様に制限するものではない。以上の記載から自明な変更などが実行可能である。上記実施態様については、当業者が本発明を各種の実施態様で利用できるように、また各種変更をここで意図した特定用途にあうように、本発明の原理およびその実際の適用を説明できる最善の形で記載してある。これら変更などは、公正、合法的かつ公平な範囲に従って解釈した場合、添付特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内にあるものである。

Claims (25)

1. 酵母のアルコール振盪により酵母細胞壁を変性させた濃縮変性酵母細胞壁エキスとミネラルクレーとで構成してなり、動物用飼料中のマイコトキシンと結合することによりマイコトキシンを不活性化させるための組成物。
2. 上記酵母細胞壁エキスが、サッカロミケス（Saccharomyces）属酵母、カンディダ（Candida）属酵母、Kluyveromyces属酵母、Torulaspora属酵母又はこれらの混合酵母からなる群から選択した酵母から抽出されたものである請求項１記載の組成物。
3. 上記酵母細胞壁エキスが、Saccharomyces cerevisiae酵母から抽出されたものである請求項２記載の組成物。
4. 上記濃縮変性酵母細胞壁エキスがその抽出前に変性されたものである請求項１記載の組成物。
5. 上記濃縮変性酵母細胞壁エキスの変性が、５％−２０％のアルコールからなる培養環境に酵母を暴露することによって行われたものである請求項４記載の組成物。
6. 上記濃縮変性酵母細胞壁エキスの変性が、１０％−１２％のアルコールからなる培養環境に酵母を暴露することによって行われたものである請求項５記載の組成物。
7. ゼオライト、ベントナイト、アルミノシリケートおよびこれらの混合物からなる群から上記ミネラルクレーを選択した請求項１記載の組成物。
8. 上記ミネラルクレーがアルミノシリケートクレーである請求項７記載の組成物。
9. １％−１０％のミネラルクレーと、９０％−９９％の濃縮変性酵母細胞壁エキスとで構成した請求項１記載の組成物。
10. ２％−４％のミネラルクレーと、９６％−９８％の濃縮変性酵母細胞壁エキスとで構成した請求項１記載の組成物。
11. 鳥類、牛類、豚類、馬類、羊類およびヤギ類からなる群から選択された動物の飼料用として調整した請求項１記載の組成物。
12. 少なくとも一部がマイコトキシンに結合する請求項１記載の組成物。
13. 上記マイコトキシンがアフラトキシン、Zearalenone、Vomitoxin、Fumonisins、T2トキシンおよびオクラトキシンらなる群から選択されたものである請求項１２記載の組成物。
14. 動物用飼料に存在するマイコトキシンに結合し、これによってマイコトキシンを不活性化するのに有効な量で濃縮変性酵母細胞壁エキスとミネラルクレーとを含有する組成物からなり、該濃縮変性酵母細胞壁エキスが酵母のアルコール振盪により酵母細胞壁を変性させたものであることを特徴とする動物用飼料。
15. 組成物の有効量が飼料に対して０．０１２５重量％−４重量％である請求項１４記載の動物用飼料。
16. 酵母のアルコール振盪により酵母細胞壁を変性させた濃縮変性酵母細胞壁エキスとミネラルクレーとを含有する組成物からなり、動物用飼料に存在するマイコトキシンに結合し、これによってマイコトキシンを不活性化するための有効量を動物に供給することからなる動物のマイコトキシン汚染を減少させることを特徴とする方法。
17. 前記組成物の有効量が動物の1日当りの飼料量に対し０．０１２５重量％−４重量％である請求項１６記載の方法。
18. 前記組成物が、鳥類、牛類、豚類、馬類、羊類およびヤギ類からなる群から選択された動物の飼料用として調整されたものである請求項１６記載の方法。
19. 上記マイコトキシンをアフラトキシン、Zearalenone、Vomitoxin、Fumonisins、T2トキシンおよびオクラトキシンらなる群から選択した請求項１６記載の方法。
20. 動物に供給する前に、前記組成物を動物用飼料に混合する請求項１６記載の方法。
21. 濃縮変性酵母細胞壁エキスをミネラルクレーに添加して前記組成物を形成することを更に含む請求項１６記載の方法。
22. 酵母体から細胞間成分を除去して濃縮変性酵母細胞壁エキスを形成することを更に含む請求項２１記載の方法。
23. 酵母体からの細胞間成分の除去を遠心分離により行う請求項２２記載の方法。
24. 濃縮変性酵母細胞壁エキスを乾燥することを更に含む請求項２３記載の方法。
25. 濃縮変性酵母細胞壁エキスを乾燥することを更に含む請求項２１記載の方法。