JP6620296B2 - 反芻動物のメタン生成低減用飼料添加剤組成物 - Google Patents
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Description
[1]アリイン(Alliin)及びベルベリン(Berberine)で構成される群から選択される一つ以上の成分を含むメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[2]上記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、アリイン0.005wt%〜5wt%、またはベルベリン0.005wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、上記[1]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[3]上記組成物は、硫化ジアリル(Diallyl disulfide, DADS)、硝酸塩(Nitrate)及びユーカリ油(Eucalyptus oil)で構成される群から選択される一つ以上の成分をさらに含む、上記[1]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[4]上記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、硫化ジアリル0.005wt%〜4wt%、アリイン0.005wt%〜5wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%、またはユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、上記[3]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[5]上記組成物は、硫化ジアリル、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を含むことを特徴とする、上記[3]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[6]上記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、硫化ジアリル0.005wt%〜4wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%及びユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、上記[5]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[7]上記組成物は、アリイン、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を含むことを特徴とする、上記[3]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[8]上記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、アリイン0.005wt%〜5wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%及びユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、上記[7]に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
[9]上記[1]〜上記[8]のいずれか一つの組成物を個体に投与する段階を含むメタン生成低減方法。
本発明者らは、安全かつ効率的にメタン生成量を減少させ得る飼料添加剤を研究するなかで、硫化ジアリル、アリイン、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を反芻胃内の環境と同一条件となるように開発された反芻胃モデルの連続培養システム(Rumen simulation continuous culture system、RSCC)において、それぞれ又はその混合物を培養した結果、対照区に比べて顕著なメタン低減率を示すことを確認することにより、本発明を完成した。
quinolizinium)をいう。上記飼料添加剤組成物は、ベルベリンを1〜100重量%、具体的には10〜90重量%、より具体的には20〜80重量%含むことができるが、これに限定されるものではない。
1)バッファの製造(1L基準)
2Lの三角フラスコに蒸留水250mlを入れて微量のミネラル溶液(micromineral solution)0.12mlを添加して攪拌した後、蒸留水250mlを入れて20分間攪拌した。バッファ溶液(in vitro buffer solution)250mlを添加して10分間攪拌した後、大量のミネラル溶液(Macromineral solution)250mlを加え、15分間攪拌した。その後、レサズリン(resazurin)溶液1.25mlを添加して攪拌した。三角フラスコの入口をアルミホイルで塞ぎ、ハンゲート嫌気装置で二酸化炭素ガスで嫌気状態を維持(bubbling)しながら加熱した。溶液が沸騰し始めたら、約10分間さらに加熱して停止し、熱を冷やした。冷やした溶液にリダクションソリューション(reduction solution)50mlを添加してバッファを得た。完成されたバッファは、溶液の色が無色に変わることが確認された。
採取した胃液を8枚重ねガーゼでろ過した後グラスウールでろ過した。濾過された胃液は二酸化炭素ガスで嫌気状態を維持(bubbling)した。これに、上記1)で製造したバッファを二酸化炭素ガスで嫌気状態を維持しながら、添加して胃液と混合した(胃液250ml、バッファ600ml)。
発酵槽に10gの基質を投入した。そして、前記1)で製造したバッファは嫌気状態を維持しながら、バッファ容器に投入した。二酸化炭素ガスを充填させたテドラーバッグ(Tedlar bag)をバッファ容器に連結し、バッファ容器に連結されたチューブは、発酵槽の蓋の中のバッファ投入口に連結した。そして、ガス捕集バッグに連結されたチューブを発酵槽の蓋の中のガス捕集口に連結(連結チューブは、ガス用チューブを使用)した。pH及び温度電極は、撹拌棒に触れないように注意しながら、電極が培養液に十分に届く程度入れて、発酵槽の蓋の中の飼料投入口に飼料投入管が培養液に十分に浸るぐらいに挿入した。発酵槽の蓋を発酵槽に連結し、真空用グリースとテフロン(登録商標)テープを用いて嫌気状態を維持した。発酵槽の蓋の中のガス捕集口を介して発酵槽の内部に二酸化炭素ガスを約10分間投入(発酵槽の内部を嫌気状態に変化、二酸化炭素ガスは、培養が開始されるまで引き続き送り込む)し、すべての機器の連結部は、真空用グリースとテフロン(登録商標)テープでシーリングした。すべての装置を連結させた後、蠕動ポンプを作動させ、発酵槽の内部にバッファを投入した。嫌気状態の培養液を飼料投入口を介して溢れる(overflow)まで発酵槽に投入した後、二酸化炭素ガスの投入を停止し、すべての入口を防いだ。循環水槽と発酵槽を連結し、39℃の温度でセットし、攪拌棒で99rpm〜102rpmで攪拌しながら培養を開始した。発酵槽の培養液は、pH6.8〜7.1、温度39℃〜40℃で一定に維持され、0.042h−1の turnover rateを維持した。基質のturnover rateは0.017h−1に維持された。
下記、メタン発生低減効果の実験は、上記製造例3)の反芻胃モデルの連続培養システム(RSCC system)を用いて前記記載された稼働方法により進め、メタン低減用飼料添加剤は、基質添加時に基質と共に投入した。
反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、硫化ジアリル(Diallyl disulfide, DADS)を基質10g当たり0.1wt%、0.2wt%及び0.4wt%の割合で添加し対照区と同様に3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加含量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表1及び図1に示した。
反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、アリイン(Alliin)を基質10g当たり0.5wt%の割合で添加し、対照区と同様に、3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表2及び図2に示した。
反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、硝酸塩を基質10g当たり0.35wt%、0.5wt%及び1.0wt%の割合で添加し、対照区と同様に3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表3及び図3に示した。
反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、ユーカリ油(Eucalyptus oil)を基質10g当たり0.5wt%の割合で添加し、対照区と同様に、3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。測定結果は、下記表4及び図4に示した。
反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、ベルベリン(Berberine)を基質10g当たり0.1wt%、0.2wt%及び0.5wt%の割合で添加し、対照区と同様に、3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表5及び図5に示した。
それぞれ異なるメカニズムでメタン低減効果を示す硫化ジアリル、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を混合添加したとき、メタン低減効果を測定し、四つ物質の相乗効果を確認した。硫化ジアリルとベルベリンを0.05wt%とし、硝酸塩とユーカリ油の添加含量を、添加含量比0.1wt%または0.2wt%と異にして測定した。反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、硫化ジアリル、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油の混合添加剤を基質10g当たり0.3wt%、または0.5wt%の割合で添加し、対照区と同様に、3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表6及び図6に示した。
上記6)に表記した四つの混合添加剤のうち、硫化ジアリルの代わりにアリインを添加したときのメタン低減効果を測定し、四つの物質の相乗効果を確認した。アリイン、ベルベリン0.05wt%の添加含量に比べて硝酸塩とユーカリ油の添加量を0.1wt%、または0.2wt%と異にして測定した。反芻胃モデルの連続培養システムを適応期間(5日)の間稼働させた後、3日間対照区の総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。対照区の測定を完了した後、アリイン、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油の混合添加剤を基質10g当たり0.3wt%、または0.5wt%の割合で添加し、対照区と同様に3日間毎日同じ時間に総ガス発生量、メタン発生量、pH値を測定した。一つの添加量を検証するたびに、新たに採取した反芻胃液で適応期間を有した後、メタン低減率を測定し、測定結果を下記表7及び図7に示した。
下記、搾乳牛の飼養実験は、前記実施例1の6)で言及された硫化ジアリル(DADS)、硝酸塩(Nitrate)、ベルベリン(Berberine)及びユーカリ油(Eucalyptus oil)の混合添加剤組成物(Power-green premix)のメタン低減効果を酪農飼養試験により検証することを試み、これと共に酪農生産性に及ぼす影響も評価した。現場農家で搾乳牛が発生させるメタン発生量は、レーザーメタン検出器(Laser methane detector)を用いてリアルタイムでモニタリングした。
前記実施例1の6)で言及された混合添加剤組成物のPower−green premix(硫化ジアリル:硝酸塩:ベルベリン:ユーカリ油=0.05wt%:0.1wt%:0.05wt%:0.1wt%)のメタン低減効果を検証するために、搾乳牛40頭を対照区(20頭)と処理区(20頭)に配置し、試験期間中に処理区にのみPower−green premixをトップドレッシング(topdressing)の形態で給与した。区間別のPower−green premixの給与量は、表8に示した。
前記実施例1の6)で言及された混合添加剤組成物のPower−green premixのメタン低減効果と共に、搾乳牛の生産性に与える影響を確認するために、対照区と処理区との間の乳量の変化を分析した。搾乳牛のグループ情報と乳量は表10に示した。
Claims (9)
- ベルベリン(Berberine)を含むメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、ベルベリン0.005wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、請求項1に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、アリイン、硫化ジアリル(Diallyl disulfide, DADS)、硝酸塩(Nitrate)及びユーカリ油(Eucalyptus oil)で構成される群から選択される一つ以上の成分をさらに含む、請求項1に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、硫化ジアリル0.005wt%〜4wt%、アリイン0.005wt%〜5wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%、またはユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、請求項3に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、硫化ジアリル、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を含むことを特徴とする、請求項3に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、硫化ジアリル0.005wt%〜4wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%及びユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、請求項5に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、アリイン、硝酸塩、ベルベリン及びユーカリ油を含むことを特徴とする、請求項3に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 前記組成物は、乾燥飼料に対する重量比として、アリイン0.005wt%〜5wt%、硝酸塩0.01wt%〜0.5wt%、ベルベリン0.005wt%〜5wt%及びユーカリ油0.01wt%〜5wt%の割合になるように飼料に添加される、請求項7に記載のメタン生成低減用飼料添加剤組成物。
- 請求項1〜請求項8のいずれか一つの組成物を個体に投与する段階を含むメタン生成低減方法。
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