瘤胃發酵改善劑的製作方法

2023-06-03 06:34:31 2

專利名稱：：瘤胃發酵改善劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及含有腰果殼油的瘤胃發酵改善劑、飼料用組合物、飼料及使用它們的反芻動物等的飼養方法。
背景技術：
：牛和羊等反芻動物在瘤胃內通過微生物使伺料消化.發酵，利用其發酵產物生存。因此，瘤胃中的甲烷的產生變成飼料的能量效率的損失。並且，曱烷由於是影響全球氣候變暖的溫室氣體，所以減少反芻動物的瘤胃中的曱烷生成是重要的。瘤胃內的曱烷生成菌利用氫將二氧化碳還原而生成曱烷。曱烷對全球氣候變暖的貢獻率比較高，僅次於二氧化碳，總的曱烷排放量中，反芻動物排放的曱烷佔15~20%。1940年代發現通過在家畜詞料中添加少量的抗生素，可以促進家畜的生長。從此，作為促進家畜的生長提高飼料效率的手段，在家畜的飼料中添加抗生素被廣泛地應用。抗生素由於(1)家畜的病原菌感染的預防、(2)代謝的改善、(3)腸內的有害菌的增殖抑制等的效果而表現出促進生長的作用，但具體細節還不詳。另一方面，由於飼料中混雜著抗生素，結果抗生素廣泛地擴散在環境中，因此，出現所產生的抗生素抗藥菌成為社會問題。近幾年，嚴^f各限制向飼料中添加抗生素，在歐洲，於2006年1月之前禁止使用以促進生長為目的的抗生素。又，生產者也強烈希望對於畜產品不使用抗生素，對抗生素的代替物的需求變大。作為抗生素的莫能菌素等離子栽體類被廣泛地應用在反芻動物用的飼料中。莫能菌素顯示出對於瘤胃微生物的選擇性的抑制效果，結果具有降低曱烷生成、促進丙酸生成的作用。由於丙酸的ATP(腺苷三磷酸)生成效率比其他揮發性脂肪酸的高，所以通過促進丙酸的生成，可以改善飼料效率。也希望開發一種添加在反芻動物用伺料中的莫能菌素等的代替物。作為代替物，研究了植物萃取油(非專利文獻l)、抗乳酸生成菌疫苗(非專利文獻2)、抗乳酸生成菌雞蛋抗體(非專利文獻3)等。可是，這些技術還存在著以下的課題效果不恆定、不允許作為飼料進行註冊，因此不能實用化。又，研究了葡糖酸(專利文獻l),但丙酸生成量未被證實，不知道抑制曱烷生成的效果。已知腰果殼油有抗菌作用(非專利文獻4)、雙孢子球蟲症減輕作用(專利文獻2)。又，關於反芻動物的瘤胃機能改善效果，雖然報告了使用損如酸的試管試驗結果(非專利文獻5),但是並未公開實際在動物中的重現性、應用及最佳含量。專利文獻1:W001/028551號公報專利文獻2:日本專利特開平8-231410號公報非專利文獻l:Benchaaretal.,Can.J.Anim.Sci.86,91-96(2006).，非專利文獻2:Shuetal.,FEMSImmunology&MedicalMicrobiology,26(2)，153-158(1999)非專利文獻3:DiLorenzoetal.,J.Anim.Sci.，84,2178—2185(2006)非專利文獻4:Muroi,H.etal.Bioorganic&MedicinalChemistry12,583—587(2004)非專利文獻5:VanNevelC.J.,etal,AppliedMicrobiology21,365—366(1971)
發明內容本發明的課題是，通過改善反芻動物等的瘤胃發酵，對抑制溫室氣體的產生作出貢獻，來促進反芻動物的生長，改善飼料效率。本發明人為了解決上述課題進行了認真仔細的研究，結果發現含有腰果殼油的飼料抑制瘤胃中的甲烷的生成並且促進丙酸的生成，從而完成了本發明。也就是，本發明如下。(1)一種瘤胃發酵改善劑，其特徵在於，含有腰果殼油。(2)—種瘤胃發酵改善用飼料用組合物，其特徵在於，含有(1)所述的瘤胃發酵改善劑。(3)—種瘤胃發酵改善用飼料，其特徵在於，含有(2)所述的瘤胃發酵改善用飼料用組合物。(4)一種瘤胃發酵改善用飼料用組合物，其特徵在於，含有腰果殼油。(5)—種瘤胃發酵改善用飼料，其特徵在於，含有腰果殼油。(6)根據(3)或(5)所述的瘤胃發酵改善用飼料，用於反芻動物。(7)—種反芻動物的飼養方法，其特徵在於，使之攝取(3)、(5)、或(6)中的^f壬一項所述的瘤胃發酵改善用銅料。(8)—種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善劑。(9)一種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善用飼料用組合物。(10)—種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善用飼料。(11)一種家畜的瘤胃發酵改善方法，其特徵在於，給家畜投與腰果殼油。通過將本發明的瘤胃發酵改善劑或飼料用組合物混合在飼料中，使反芻動物攝取，或者通過使反芻動物攝取本發明的飼料，可以抑制甲烷的生成並且促進丙酸的生成。本發明的飼料可以適宜地用於牛、山羊、羊等反芻動物的飼養。具體實施例方式本發明的瘤胃發酵改善劑的特徵在於含有腰果殼油(CNSL)。在這裡，瘤胃發酵改善效果是指抑制瘤胃中的曱烷的生成的效果以及促進丙酸的生成的效果。用於本發明的腰果殼油;1^果樹UnacardiumoccidentaleL.)的果實的殼裡所含有的油狀的液體。腰果殼油含有成分檟如酸、腰果酚、腰果間二酚。尤其，為了穩定地發揮瘤胃發酵改善效果，理想的是含有40質量％以上的比例的檟如酸，更理想的是含有50質量％以上的比例。檟如酸有三種，在8、11、14位存在3個雙鍵的一種(以下15:3)、在8、11位存在2個雙鍵的一種(以下，15:2)以及在8位存在1個雙鍵的一種(以下，15:1),但從瘤胃機能改善效果的觀點看，理想的是(15:1):(15:2):(15:3)的比例理想的是80~100:85~120:140.~180,更理想的是90—95:100~110:150~160。另一方面，使用純粹的檟如酸時存在如下問題，由於必須將檟如酸從腰果殼或腰果殼油中用溶劑萃取分離出來，所以用於製造的工序步驟多，由於使用溶劑而需要防爆設備，使用的溶劑有殘留的話就不能作為飼料使用，因此需要可以用來完全地除去溶劑的設備，所以製造成本高。所以，以製造成本低廉地獲得的觀點看，理想的是通過榨油得到的腰果殼油。又，以瘤胃機能改善效果的觀點看，理想的是所述檟如酸、腰果盼、腰果間二酚的含有比例為50-80:1—30:5~40,更理想的是55—65:5—20:10-30。5檟如酸、腰果酚、腰果間二酚都具有抗氧化作用，所以認為這些成分抑制彼此之間的氧化。因此，含有腰果殼油的本發明的瘤胃發酵改善劑相比於分別單獨使用具有容易被氧化的雙鍵的檟如酸、腰果酚、腰果間二酚，可以更穩定地發揮瘤胃發酵改善效果。一般腰果殼油也可以通過加熱獲得，但在本發明中，為了防止主要的構成成分檟如酸由於加熱而改性，理想的是在非加熱狀態下進行萃取。例如，可以通過壓榨腰果的殼進4亍萃取的方法獲得，或者通過日本專利開平8-231410號公^^所記載的方法獲得。本發明所使用的腰果殼油也可以通過將腰果的殼粉碎破碎而得到。本發明所使用的腰果殼油也可以使用未進行加熱處理的市售品。從有效成分的穩定性的觀點看，本發明中使用的腰果殼油優選非加熱的腰果殼油。以瘤胃發酵改善劑的總量為基準，從效果或成本方面考慮，本發明的瘤胃發酵改善劑中的腰果殼油的含量理想的是1質量％~100質量％,更理想的是5質量％~90質量，進一步理想的是l0質量~80質量％。含有1質量％以上的話，用規定量的改善劑可以有效地發揮瘤胃機能改善效果。又，也可以將腰果殼油的原液直接經口投與。此外，本發明的瘤胃發酵改善劑除了含有腰果殼油之外，還可以含有有效促進反芻動物生長的成分、營養輔助成分、提高保存穩定性的成分等任意成分。作為這樣的任意成分，舉例有腸球菌屬細菌、桿菌屬細菌、雙叉乳桿菌等生菌劑；澱粉酶、脂肪酶等酶；L-抗壞血酸、氯化膽鹼、肌醇、葉酸等的維生素；氯化鉀、檸檬酸鐵、氧化鎂、磷酸鹽類等的礦物、DL-丙氨酸、DL-蛋氨酸、L-賴氨酸等胺基酸；富馬酸、丁酸、乳酸、乙酸等的有機酸以及它們的鹽；乙氧基喹、二丁基羥基甲苯、丁基羥基茴香醚(anisole)、阿魏酸(ferulicacid)、維生素C、維生素E等的抗氧化劑；丙酸4丐等的防黴劑；羧甲基纖維素(CMC)、酪蛋白鈉、聚丙烯酸鈉等的粘結劑；卵磷脂、脂肪酸甘油酯、脂肪酸脫水山梨糖醇酯等的乳化劑；蝦青素、角黃素等的色素；各種酯、醚、酮類等的添香料。本發明瘤胃發酵改善劑的劑形無特別限制，例如可以作成粉末、液體、固體、片劑、膠嚢劑、乳劑等任意的形態。本發明的瘤胃發酵改善劑可以通過將腰果殼油及根據需要添加的任意成分混合進行製劑來製造。另外，根據劑型，可以將上述腰果殼的粉碎'破碎物或者不作任何處理直接將腰果殼與其他任意成分混合來作成本發明的瘤胃發酵改善劑。還有，可以不與其他任意成分混合，將粉碎*破碎物本身或者腰果殼本身作成伺料用組合物，也可以進一步將其作成伺料。本發明的飼料用組合物的特徵在於含有腰果殼油。又，也可以含有上述瘤胃發酵改善劑。出於效果或成本的觀點，本發明的飼料用組合物中的腰果殼油的含量理想的是在每單位乾貨質量的飼料用組合物中為0.5-500,000質量ppm,更理想的是5~100,000質量卯m,進一步理想的是50-50,000質量卯m。可以將本發明的飼料用組合物時與用於寵物食品、寵物用添加劑(以下稱之為飼料)的其他飼料成分混合而作成飼料。對飼料的種類、腰果殼油以外的成分沒有特別的限制。飼料理想的是用於反芻動物。本發明的飼料的特徵在於含有腰果殼油。又，也可以含有上述祠料用組合物。從效果或成本方面考慮，本發明的飼料中的腰果殼油的含量理想的是在每單位乾貨質量的飼料中為0.5~50，00O質量ppm,更理想的是5-10,000質量ppm,進一步理想的是50~5，000質量ppm。另外，假設在實際的反芻動物的瘤胃液中大概被稀釋IO倍，則在用於體內時，應投與為體外的有效含量的大概10倍的量。本發明的伺料可以通過將腰果殼油或含有腰果殼油的飼料用組合物直接添加到詞料成分中進行混合來製造。此時，使用粉末狀、固形狀的飼料用組合物時，可以將飼料用組合物作成液態或凝膠狀的形態，以^f更容易混合。此時，可以將水、豆油、菜籽油、玉米油等植物油、液體動物油、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸等水溶性高分子化合物作為液體載體進行使用。此外，為了保持飼料中的腰果殼油的均一性，也優選混合藻酸、藻酸鈉、蒼耳烷膠、酪蛋白鈉、阿拉伯膠、瓜爾豆膠、羅望子種子多糖類等水溶性多糖類。攝取本發明的飼料的動物的種類是反芻動物。例如本發明的飼料適合於牛、山羊、羊等反芻動物的飼養。攝取飼料的量可以根據動物的種類、體重、年齡、性別、健康狀態、伺料的成分等適當地調節，此時飼料所含的腰果殼油優選O.005500g/頭.天、更優選0.05~100g/頭'天、進一步優選0.5~50g/頭，天。攝取飼料的方法以及飼養的方法可以根據動物的種類，選擇通常使用的方法。實施例實施例1腰果殼油(CNSL)對於體外的氣體生成以及揮發性脂肪酸的生成的影響(1)試樣從力、乂-一卜k一fV乂夕、'抹式會社獲得對腰果的殼進行壓榨萃取出來的腰果殼油(CNSL)。培養接種體使用從北海道大學北方生物圖牧場科學中心生物生產研究農場所有的荷蘭種奶牛雌牛(安裝瘤胃插管)採取來的瘤胃液(4重紗布濾液)。接種體用McDougal的人工唾:液(pH6.8)稀釋2倍後l吏用。(2)培養將CNSL的試驗培養液中的濃度設定為500mg/L進行實施。將0.05gCNSL溶解於1ml的乙醇中，取lOOm1添加到亨蓋特管中。放置數小時，使乙醇揮散。往裡添加O.15g玉米澱粉、0.025g混合飼料粉末以及0.025g果園草乾草粉末作為培養基質。添加10ml上述的稀釋瘤胃液，往頂空(headspace)吹入氮氣，一面蓋上丁基橡膠帽和塑料螺旋帽，在水浴中進行厭氧培養(37。C、18小時)。處理設定為無添加(只有乙醇對照區)、CNSL區，分別連續5天(5連)培養。(3)分析曱烷、氫、二氧化碳用TCD氣相色譜儀進行分析。總揮發性脂肪酸(VFA)濃度和組成用FID氣相色譜儀進行測定。(4)結果(i)氣體生成氣體生成結果表示於表l中。二氧化碳及甲烷因為CNSL的添加而顯著地減少。尤其，幾乎檢測不到甲烷(98%的抑制)。未看到伴隨曱烷下降的氫的集聚，厭氧發酵產生的氫順利地轉移到代替氫消耗系統。表1添加了CNSL的瘤胃培養液的在體外的氣體生成C02(ml)CH4(ml)H2(ml)°~對照區2.54±0.65,0.78±0.27,0.007±0.002CNSL添加區1.82±0.30b0.01±0.01b0.013±0.006CNSL以500mg/l的終濃度添加。^在37C下進行厭氧的5天的培養18小時。不同的字母之間具有顯著差異(ii)揮發性脂肪酸(VFA)的生成VFA生成結果表示於表2中。即使添加CNSL，VFA濃度也沒有變化，對發酵本身無抑制。可是發酵模式發生顯著變化，乙酸以及丁酸的生成顯著地減少，丙酸生成顯著地增加。表2添加了CNSL的瘤胃培養液的在體外的揮發性脂肪酸的生成總VFA(mM/dl)乙酸(50丙酸(%)丁酸(%)對照區7.61±0.5067.62±1.78a21.59±0.78,9.68±0.22aCNSL添加區7.31±0.7354.75±3.09b40.50±3.68b4.31±0.50b不同的字母之間具有顯著差異%表示相對於總VFA的％。結果，與甲烷生成的下降良性相關，作為氫的代替消耗系統的丙酸的生成顯著地提高。實施例2CNSL的抗菌作用為了調查CNSL的抗菌作用，將金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)牛分離菌抹、牛鏈球菌(Str印tococcusbovis)DSM20065抹、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)NBRC3009抹、大腸桿菌(Escherichiacoli)ATCC11303才朱、綠膿才幹菌(Pseudomonasaeruginosa)NBRC12689林以及酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae)NBRC10217抹在腦-心浸萃液態培養基(BrainHeartInfusiONBroth)(日水製藥抹式會社產品)中在37'C下培養1天。在添加了CNSL的腦-心浸萃液態培養基(BrainHeartInfusiONBroth)中植菌10yL的上述各種菌抹的培養液，在37。C下培養2天，算出最小阻止生長濃度(MIC)。結果表示於表3中。表3MIC(|ag/ml)革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(Staphylococcosaureus)牛分離菌6.25牛鏈球菌(Streptococcusbovis)DSM200659.38枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)NBRC30096.25革蘭氏陰性菌大腸桿菌(Escherichiacoli)ATCC11303〉1600綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)NBRC12689>1600真菌酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae)NBRC10217>1600CNSL對革蘭氏陰性菌沒有抗菌作用，而對革蘭氏陽性菌有較高的抗菌作用。也就是，CNSL對瘤胃微生物具有選擇性的抗菌作用。實施例3CNSL濃度對於體外的曱烷以及揮發性脂肪酸的生成的影響(1)試樣從力7二一.卜"一fV乂夕、'抹式會社獲得對腰果的殼進行壓榨萃取出來的腰果殼油(CNSL)。培養接種體使用從北海道大學北方生物圈牧場科學中心生物生產研究農場所有的荷蘭種奶牛雌牛(安裝瘤胃插管)採取來的瘤胃液(4重紗布濾液)。接種體用McDougal的人工唾液(pH6.8)稀釋2倍後使用。(2)培養將CNSL的試驗培養液中的濃度設定為50、100、250及500mg/L進行實施。將CNSL溶解於lml的乙醇中，取100ml添加到亨蓋特管中。；故置數小時，使乙醇揮散。往裡添加0.I5g玉米澱粉、0.0"g混合飼料粉末以及0.025g果園草乾草粉末作為培養基質。添加10ml上述的稀釋瘤胃液，往頂空(headspace)裡吹入氮氣，一面蓋上丁基橡膠帽和塑料螺旋帽，在水浴中進行厭氧培養(37。C、18小時)。處理設定為無添加(只有乙醇對照區)、CNSL區，分別為5天連續(5連)培養。(3)結果tableseeoriginaldocumentpage10不同字母之間存在顯著差異。由於添加25Omg/L以上的CNSL,所以幾乎未檢測出曱烷。總揮發性脂肪酸濃度在添加25Omg/L以上的CNSL的區域稍微減小，但發酵模式顯著變化，通過添加100mg/L以上的CNSL，丙酸的生成顯著增加。實施例4CNSL濃度對於體外的揮發性脂肪酸的生成的經時影響(1)試樣從力、;y二一'卜i/一xy夕、、林式會社獲得對腰果的殼進行壓榨萃取出來的腰果殼油(CNSL)。培養接種體使用從北海道大學北方生物圏牧場科學中心生物生產研究農場所有的荷蘭種奶牛雌牛(安裝瘤胃插管)採取來的瘤胃液(4重紗布濾液)。(2)試驗在1000m1的發酵槽中放入由瘤胃液和McDougal的人工唾液(pH6.8)以1:1(質量混合)混合而成的培養液800m1,吹入二氧化碳，使之成為厭氧條件。人工唾液是連續送入的，廢液作為樣品採集選取。產生的氣體用氣體袋採集選取。發酵槽內有開孔的板，緩慢地進行上下運動，來混合內容物。通常放入2個裝入尼龍網格袋的粗飼料(飼料)，每天更新一次。在飼料中添加CNSL,使得培養液內濃度為O、50、100、200mg/L,分別進行連續2天的培養。培養時間為21天，通常設定為暗條件。(3)結果採集選取的氣體量(ml)表示在表5中。表5CNSL(mg/L)氫甲烷二氧化碳01.3067.07500.84501.7650.34531.111004.9938.04577,252004.3623.91511.18由於添加CNSL，曱烷減少了。採集選取的瘤胃液中的總揮發性脂肪酸(VFA)濃度(mmo1/d1)表示在表6中。表6曰CNSL(mg/L〉050100200010.7711.4311.3710.96310.8010.8912.1311.40611.7313.0313.3912.69912.5612.7612.9912.831211.7011.8913.8011.701510.4911.7911.7710.861811.1112.1711.8311.572110.6511.3512.1911.2111即使添加CNSL,VFA濃度也沒有變化(對發酵本身無抑制)。將採集選取的瘤胃液中的乙,爾比(％)表示在表7中，將丙酸摩爾比(％)表示在表8中，將丁酸摩爾比(％)表示在表9中。表7乙酸摩爾比tableseeoriginaldocumentpage12tableseeoriginaldocumentpage13表10tableseeoriginaldocumentpage14*與投與開始前比較，p<0.10**與投與開始前比較，P<0.05由於添加CNSL，曱烷顯著地減少了。未看到伴隨曱烷下降的氫的集聚，厭氧發酵產生的氫順利地轉移到代替氫消耗系統。將採集選取的瘤胃液中的總VFA濃度(mmo1/d1)、乙酸摩爾比(％)、丁酸摩爾比(％)表示在表ll中。表11tableseeoriginaldocumentpage14*與投與開始前比較，P<0.10**與投與開始前比較，P<0.05即使添加0.14質量％的CNSL,總VFA濃度也沒有變化(不抑制發酵本身)。通過添加O.28質量。/。的CNSL,發酵模式顯著變化，乙酸的生成顯著地減少，丙酸的生成顯著地增加。採集選取的瘤胃液中的氨濃度(mgN/dl)顯示在表12中。表12tableseeoriginaldocumentpage15*與投與開始前比較，p<0.10**與投與開始前比較，p<0.05證實由於投與CNSL，氨濃度有下降的傾向。這表示蛋白分解和脫胺基酸被抑制，可知飼料效率提高。實施例1~4的試管試驗的結果與使用了羊的實施例5密切相關。也就是，在實際的瘤胃中，二氧化碳及甲烷因添加CNSL而顯著地減少，未看到伴隨曱烷下降的氫的集聚，厭氧發酵產生的氫順利地轉移到代替氫消耗系統。此外，即使添加CNSL，總揮發性脂肪酸濃度也沒有變化(不抑制發酵本身)。可是發酵模式發生顯著變化，乙酸生成顯著地減少，丙酸生成顯著地增加。結果，與曱烷生成的下降良性相關，作為氫的代替消耗系統的丙酸的生成順利地增大。因為實際地在羊的瘤胃中證實了以上的結論，所以我們認為腰果殼油提高了家畜的能量及蛋白質利用率。產業上的可利用性曱烷是飼料能量的損失，並且也是溫室氣體，所以減少牛排放的曱烷無論在畜產學還是在環境學都是緊急課題，而通過使反芻動物攝取腰果殼油來進行飼養，可以抑制曱烷生成。另一方面，丙酸是在揮發性脂肪酸中飼料己糖能量的轉換效率最高的、吸收後轉化成葡萄糖的糖原生物質，所以通過促進丙酸的生成，關係到其他糖原生物質(胺基酸等)的節約。如此，含有腰果殼油的飼料可以提高家畜的能量及蛋白質利用率。權利要求1.一種瘤胃發酵改善劑，其特徵在於，含有腰果殼油。2.—種瘤胃發酵改善用飼料用組合物，其特徵在於，含有權利要求1所述的瘤胃發酵改善劑。3.一種瘤胃發酵改善用飼料，其特徵在於，含有權利要求2所述的瘤胃發酵改善用詞料用組合物。4.一種瘤胃發酵改善用飼料用組合物，其特徵在於，含有腰果殼油。5.—種瘤胃發酵改善用飼料，其特徵在於，含有腰果殼油。6.根據權利要求3或5所述的瘤胃發酵改善用詞料，用於反芻動物。7.—種反芻動物的飼養方法，其特徵在於，使反芻動物攝取權利要求3、5、或6中的任一項所述的瘤胃發酵改善用飼料。8.—種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善劑。9.一種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善用伺料用組合物。10.—種腰果殼油的使用，用於製造瘤胃發酵改善用飼料。11.一種家畜的瘤胃發酵改善方法，其特徵在於，給家畜投與腰果殼油。全文摘要本發明提供一種瘤胃發酵改善劑，其特徵在於，含有腰果殼油。文檔編號A61P1/14GK101677596SQ20088001924公開日2010年3月24日申請日期2008年6月6日優先權日2007年6月8日發明者小林泰男,望月正己,長島協申請人:出光興產株式會社