JP5248438B2

JP5248438B2 - 反芻動物の乳生産改善剤

Info

Publication number: JP5248438B2
Application number: JP2009173726A
Authority: JP
Inventors: 忠佐藤; 朋一中井; 美博仙波; 裕朗佐渡谷; 典宏重松; 康英奥原
Original assignee: Fancl Corp; Nippon Beet Sugar Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fancl Corp; Nippon Beet Sugar Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: JP2009254377A

Description

本発明は、ダイフラクトースアンハイドライドＩＩＩ（以下、ＤＦＡＩＩＩということもある）及び／又はダイフラクトースアンハイドライドＩＶ（以下、ＤＦＡＩＶということもある）を有効成分として含有する反芻動物用の乳生産改善剤に関するものである。

反芻動物は、４つの胃を持ち、特に第１胃内でほとんどの食物はルーメン微生物により分解消化される。従って、分解されずに腸に達する食物は数少ない。

反芻動物である乳牛の乳へのカルシウムの供給源は、血中のカルシウムであり、飼料中のカルシウムや骨など体組織から移行している。反芻動物の代表である乳牛の血中のカルシウム濃度は通常９〜１１ｍｇ／ｄｌで、過剰にカルシウムを給与されると、腸管からの吸収が減少し、尿中への排泄量が増加する。この結果、牛乳のカルシウムは乳牛の品種や乳成分の影響を受けるものの、ほぼ一定に保たれている。

また、乳牛は分娩前後の周産期において血中カルシウム濃度が低下し、低カルシウム血症の病態を呈する。低カルシウム血症は血中カルシウム濃度が７ｍｇ／ｄｌ以下で、５ｍｇ／ｄｌ以下になると、起立不能となり重篤な場合は死亡する。これは乳熱とも呼ばれ、米国で乳牛の約６％が罹患し、乳房炎（大腸菌性）や、第四胃変位、胎盤停滞およびケトーシスなどの代謝性疾患を併発しやすい。また、臨床症状が出るまでには至らない、潜在性低カルシウム血症は経産牛の６６％程度に起こり、分娩直後の牛を食欲不振にさせて、乳熱と同様にケトーシス、胎盤停滞、第四胃変位、および乳房炎などの疾病を起こしやすくさせる。

更に、低カルシウム血症が長期化すると、牛乳自体のカルシウム濃度が低下する場合がある。ヒトの栄養として必要とするカルシウムの供給源としては、様々な食品があるものの、日本人の１日の摂取量（約６００ｍｇ）は必要量を下回っている。特にカルシウムの供給源の一つである牛乳は、コップ一杯（２００ｍｌ）当たり約２２７ｍｇのカルシウムを含んでいるので、カルシウムの供給源としては重要である。

乳牛の低カルシウム血症を改善させる方法として、乾乳期に陰イオン塩を給与したり、乳熱牛に対してはカルシウム剤の静脈内投与が一般に行われるが、血中カルシウム濃度の回復・維持が困難な症例の存在が知られている。また、遣伝的改良により乳生産能力が高まった現在、分娩後の泌乳量も多く、これらがさらに低カルシウム血症の牛を増加させ、起立不能など重篤な状態をつくりだし、大きく影響する原因にもなっており、これら乳牛におけるカルシウム欠乏症の克服が待望されている。

一方、フラクトース２分子が結合してなるオリゴ糖であるＤＦＡＩＩＩ及びＤＦＡＩＶについては、ＤＦＡＩＩＩを有効成分とするカルシウム吸収亢進組成物及びＤＦＡＩＶを有効成分とするカルシウム吸収亢進組成物がそれぞれ既に開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。しかしながら、家畜動物のカルシウム欠乏症や浮腫の予防や治療に効果を有することは記載されていない。なかでも、４つの胃を持つ反芻動物、特に、乳牛に対するＤＦＡＩＩＩ及びＤＦＡＩＶによる生理作用は全く明らかにされていない。ましてや、ＤＦＡＩＩＩ、ＩＶがこれらの胃の中で分解されないこと、更には、カルシウム欠乏症、浮腫の予防及び／又は治療に有効であることなど全く触れるところがなく、そもそも、これらの文献には牛はおろか反芻動物についてすら何の記載もない。

特開平１１−４３４３８号公報特開２０００−２０４０４２号公報

本発明は、このような技術の現状に鑑み、食品としての牛乳中のカルシウム含量を高めるとともに、乳牛の分娩後における血中カルシウム濃度の回復・維持、さらには周産期疾病の予防や乳生産を改善する家畜動物用医薬及び／又は飼料組成物を開発することを目的になされたものである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、本発明者らは、各方面から、鋭意研究の結果、ＤＦＡＩＩＩ及びＤＦＡＩＶが、通常の哺乳動物とは異なり、４つの胃を有する独特な消化器系を持つ牛において、複雑にして独特な胃の構成にもかかわらず、分解されないことをはじめて見出した。そしてこの新規有用知見に基づいて更に研究を進めた結果、ＤＦＡＩＩＩ及びＤＦＡＩＶは、カルシウム吸収を亢進し、血中カルシウム量が上昇し、その結果、牛乳のカルシウム濃度を高めるとともに、低カルシウム血症を改善するという非常に有用な作用を有することをはじめて見出し、そしてこれらの作用が確実に行われ、再現性があることも確認した。

一般に、乳牛は、特に分娩後において血中のカルシウム量が減少し、その結果、各種の疾病にかかり易くなり、生産性が低下する危険性が高いうえ、分娩の回数がふえると、それだけカルシウム量も減少するので、ますます生産性が低下することとなり、牛、特に乳牛に特有な問題点の解決が希求されていたのであるが、本発明はこれら牛に独特の問題点を解決するのにはじめて成功したものである。したがって、本発明によるＤＦＡＩＩＩ、ＩＶの牛、特に分娩前後の周産乳牛に対する投与はきわめて有効である。

また、上記した牛に独特な作用効果は、カルシウム、ビタミンＤによって高められることも新規に見出した。

本発明は、これらの新規にして有用な数多くの知見に基づいてなされたものであり、しかも上記した新規作用は牛のみでなく反芻動物であればすべてに対して奏されることもはじめて確認し、更に研究の結果遂に完成されたものであって、ＤＦＡＩＩＩ及び／又はＤＦＡＩＶを有効成分とする反芻動物用医薬に関するものであり、また、反芻動物用飼料組成物に関するものである。

すなわち、本発明の実施形態は次のとおりである。
（１）ダイフラクトースアンハイドライドＩＩＩ及び／又はダイフラクトースアンハイドライドＩＶを有効成分としてなること、を特徴とする分娩後の泌乳牛用飼料組成物の乳生産改善剤。
（２）乳生産改善が乳量の増加であること、を特徴とする（１）に記載の剤。
（３）ダイフラクトースアンハイドライドＩＩＩ及び／又はダイフラクトースアンハイドライドＩＶを有効成分としてなる剤を分娩後の泌乳牛に経口投与すること、を特徴とする分娩後の泌乳牛の乳生産改善方法。
（４）乳生産改善が乳量の増加であること、を特徴とする（３）に記載の方法。

本発明のＤＦＡＩＩＩおよび／あるいはＤＦＡＩＶを有効成分として含有することを特徴とする反芻動物用医薬ないし飼料組成物の使用によって、反芻動物の乳中カルシウム含量が増加し、分娩時の低カルシウム血症を改善するのみならず、乳の生産性が向上し、周産期病を減少させる可能性を奏しているものである。

ルーメン培養によるＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ含量の変化を示す。但し、該変化としては、培養液による差は見られなかったため、両培養液の平均値を使用した。

本発明においては、有効成分としてＤＦＡＩＩＩ及び／又はＩＶを使用するが、所望に応じて更にカルシウム及び／又はビタミンＤも併用するものである。本発明において有効成分として使用するＤＦＡＩＩＩ（ｄｉｆｒｕｃｔｏｓｅａｎｈｙｄｒｉｄｅＩＩＩ）は、フラクトース２分子が１，２'及び２，３'で結合している２糖類（ｄｉ−Ｄ−ｆｒｕｃｔｏｆｕｒａｎｏｓｅ−１，２'：２，３'ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）である。ＤＦＡＩＩＩは最近工業生産が行われるようになった。また、有効成分として利用するＤＦＡＩＶ（ｄｉｆｒｕｃｔｏｓｅａｎｈｙｄｒｉｄｅＩＶ）は、フルクトース２分子が２，６'及び６，２'で結合している２糖類（ｄｉ−Ｄ−ｆｒｕｃｔｆｕｒａｎｏｓｅ−２，６：６，２'ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）である。なお、有効成分としては、ＤＦＡＩＩＩ及び／又はＤＦＡＩＶの精製品、粗精製品、製造工程において生成する中間生成物、同排液、これらの処理物（濃縮物、ペースト化物、乾燥物、希釈物、懸濁物、乳化物の少なくともひとつ）から選ばれる少なくともひとつが包含される。

カルシウム剤としては飼料および食品として使用が認められているすべてを指すものである。具体的には、例えば、グルクロン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、炭酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、カキ殻、骨粉等が非限定的に例示される。

また、ビタミンＤ剤としてはビタミンＤ２、ビタミンＤ３、又、これらの前駆物質を含み、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶのカルシウム吸収亢進効果を補完あるいは、増強を目的として供することができる。

本発明においては、上記した有効成分のほか、澱粉やデキストリン等の増量剤や、嗜好性やビフィズス効果を高める上記以外の糖類等を必要に応じて混合することができる。糖類としては、糖蜜、ラフィノース、メリビオース、フラクトース、ラクトース、蔗糖等があげられる。

本発明にしたがって、上記した有効成分を用いて飼料組成物（飲料を含む）及び／又は動物医薬（栄養強化剤、経口投与剤等）を調製するが、その際、ＤＦＡＩＩＩおよび、あるいはＤＦＡＩＶの給与量は、飼料あるいは飲料として給与する場合、１日当たり、動物の体重１ｋｇにつき１０ｍｇ〜１０００ｍｇ、好ましくは１００〜３００ｍｇとするのがよい。また、栄養強化剤、経口投与剤では１回当たり、動物の体重１ｋｇにつき１０ｍｇ〜１０００ｍｇ、好ましくは１００〜３００ｍｇとし、１日１〜３回給与するのがよい。これらの給与量はここで示した範囲のみに限定されるものではなく、この範囲から逸脱する場合もあり得る。

また、本発明において有効成分として使用するＤＦＡＩＩＩおよび／あるいはＤＦＡＩＶは、飼料や医薬組成物中のカルシウムに対して、飼料あるいは飲料として給与する場合、重量比で０．１〜２倍以上、好ましくは０．５〜１．５倍とするのがよく、また、栄養強化剤、経口投与剤では、重量比で０．２〜３倍以上、好ましくは１〜２倍がよい。しかしながら、長期に亘る給与や、疾病に対する改善効果を期待する場合は、上記範囲を逸脱しても一向にさしつかえない。

飼料および飲料タイプの組成物として使用する場合には、本有効成分（その処理物）をそのまま使用したり、他の飼料ないし飼料成分と併用したりして適宜常法にしたがって使用できる。本有効成分を用いる本発明にかかる組成物は、固体状（粉末、顆粒状、錠剤）、ぺースト状、液状、懸濁状、その他の形態によって投与することができる。

栄養強化剤および経口投与剤タイプの医薬組成物として使用する場合、本有効成分は、種々の形態で投与される。その投与形態は、有効成分を一定量含有するように用量単位として、固形状又は液状とした、例えば、末剤、散剤、錠剤、カプセル剤、溶剤、懸濁剤等をあげることができる。経口又は非経口で摂取できるものであれば、形態の制限はなく、製剤の常法にしたがって、主薬に、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、嬌味嬌臭剤、溶解補助剤、懸濁剤、コーティング剤、乳化剤などのヒトや動物用医薬の製剤技術分野において常用される補助剤を用いて、経口投与医薬あるいは注射薬や坐薬その他の非経口投与医薬に製剤化される。

有効成分の含有量は上記したとおりであるが、予防や健康上の目的で摂取する場合には、上記範囲より少量であってもよいし、また、また、本有効成分は、本来、天然物由来でもあり、安全性について問題がないので、上記範囲よりも多量に使用しても一向にさしつかえない。現に、マウスを用いた１０日間の急性毒性試験によっても、ＤＦＡＩＩＩ及びＩＶは、いずれも、１０００ｍｇ／ｋｇの経口投与でも死亡例は認められなかった。

本発明において、反芻動物とは、牛のほか、山羊、羊、ラクダ、水牛等の家畜はもとより野生の反芻動物も広く包含するものである。反芻動物は、反芻胃を有する等の通常の哺乳動物とは相違するユニークな消化器系を有するものであって、通常の哺乳動物における技術常識がそのまま適用し得ない場合が多い独特の動物である。

本発明は、反芻動物のカルシウム欠乏症の予防及び／又は治療に有効である。カルシウム欠乏症としては、例えば、カルシウムの吸収阻害、血中カルシウム濃度の低下、乳中カルシウム含量の低下等が挙げられる。

このように本発明は、泌乳する動物の乳中カルシウム強化や低カルシウム血症改善にも有効であり、血中カルシウム濃度の低下も治療ないし予防できるため、低カルシウムに起因する疾病の治療や予防も達成され、また、分娩によるカルシウム濃度の低下も治療ないし予防することもできるし、本発明は、特に乳牛といった泌乳する反芻動物に対して非常に有効である。
以下、本発明の実施例について詳細に述べる。

反芻動物において、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶがカルシウム吸収を亢進するためには、反芻胃での微生物による分解を免れて、腸管に到達しなければならない。そこで、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶの反芻胃における分解性を検討した。

乾乳牛の栄養管理を想定して濃厚飼料を４ｋｇ給与し、乾草を自由採食としているルーメンカニューレを装着したホルスタイン去勢牛と、乳量３０ｋｇで給与飼料中の濃厚飼料割合が５５％の乳牛から、それぞれ第一胃内容液を採取し、４重ガーゼで濾過し、イノキュラムとした。

緩衝液は、０．２５Ｍリン酸緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４６．８０４５ｇ＋Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ２６．８６０５ｇ／５００ｍｌ、ｐＨ７．０）を使用し、この緩衝液１００ｍｌ当たりＤＦＡＩＩＩ、あるいはＤＦＡＩＶを１ｇ添加した。

２００ｍｌ容三角フラスコにイノキュラム３０ｍｌ、緩衝液２０ｍｌを加え、炭酸ガスで内部の空気を置換した後、ブンゼンバルブを装着したゴム栓で栓をし、３９℃のインキュベータで培養した。培養０、１、２、４、６、８、１２および２４時間毎にフラスコを採取し、培養液を分析に供した。

フラスコに入った培養液を攪拌し、２０ｍｌ採取後、スルホサリチル酸（２０％溶液）を０．１ｍｌ加え、除タンパクした。８，０００回転で１０分間遠心後、０．４５μｍの濾紙で濾過し、液体クロマトグラフィーによりＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶを分析した。

培養液へのＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ添加量は４００ｍｇ／ｄｌに設定した。その結果、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶは何れのイノキュラムを用いた場合においても分解されず、各培養時間においてもほぼ全量が回収された（図１）。ルーメン微生物により分解されなければ、乳牛においてもＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶは腸管まで到達し、カルシウムの吸収を亢進することが認定された。

ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶの給与が泌乳牛のカルシウム代謝、産乳性および尿排泄量に及ぼす効果を検討した。

ホルスタイン乳牛（２〜４産、分娩後９０〜１２０日、平均体重６４２ｋｇ、平均乳量３６ｋｇ）９頭を３群に分け、１期１５日（予備期１０日、本期５日）とする３×３のラテン方格により、試験を実施した。

給与飼料は、１日量として、グラスサイレージ、コーンサイレージ、ビートパルプを乾物重量で各々３．４および２ｋｇの一定量として、配合飼料（粗蛋白質含量１８％、ＴＤＮ含量７４％）は乳量の１／３量とした。また、ミネラル剤およびビタミン剤は無給与とし、個体ごとの採食量不足は乾草を給与して補った。なお、これらの給与飼料は全牛とも同一内容であり、飲水は自由摂取とした。

対照区は、上記の給与のみとし、ＤＦＡＩＩＩ区は、給与飼料＋ＤＦＡＩＩＩ１００ｇ給与、ＤＦＡＩＶ区は、給与飼料＋ＤＦＡＩＶ１００ｇ給与とした。

乳牛は、代謝試験施設に収容し、５時と１７時の２回搾乳を行い、本期５日間は乳量、乳成分の分析を行った。糞尿については本期５日間それぞれを全量回収、計量し、一定割合を混合して分析に供した。

表１に試験の結果を示した。その結果から明らかなように、乾物摂取量とカルシウム摂取量は各区とも大きな差はなかった。乳量はＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ区が対照区よりも約１ｋｇ増加した。乳脂率および乳蛋白質率も区間で差は見られなかったが、乳中カルシウム率は対照区に対してＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ区とも有意に増加した（Ｐ＜０．０５）。カルシウム排泄量は、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ区において、糞中への排泄量が有意に減少し（Ｐ＜０．０５）、乳中への排泄量が有意に増加した（Ｐ＜０．０５）。また、これらの結果、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ給与によって、カルシウムの可消化量は増えたものの、蓄積量に対しては効果を示さなかった。飲水量は各区間に差はなかったが、尿量はＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶ区とも有意に増加した（Ｐ＜０．０５）。なお、表中、ＴＤＮは可消化養分総量を示す。

以上から、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶは、乳牛のカルシウム吸収においてすぐれた効果を奏し、併せて、牛乳のカルシウム濃度を高める効果を有することが認められた。また、尿量の増加も確認された。

乳牛の分娩時血中カルシウム濃度に対する、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶの影響を検討した。

供試牛は２産以上のホルスタイン分娩牛を１区５頭、３区計１５頭を用いた。分娩直後に尾根部から採血を行い、対照区は温湯３００ｍｌを経口投与し、ＤＦＡＩＩＩ区とＤＦＡＩＶ区はそれぞれＤＦＡＩＩＩ１００ｇと、ＤＦＡＩＶ１００ｇを温湯２５０ｍｌに溶かして、経口投与した。また、分娩直後の採血を基点として、６時間および６０時間後に尾根部からの採血を実施した。

分娩後の給与飼料は、グラスサイレージ、コーンサイレージ、配合飼料を含むＴＭＲ（以下混合飼料という。粗飼料割合４７．８％）を１日当たり２０ｋｇと配合飼料４ｋｇおよび乾草を自由摂取とした。給与飼料の内容、要求量および充足率を下記表２に示す。なお、要求量の計算条件は次のとおりである：分娩後日数３日、２産、体重６１２ｋｇ、乳量２０ｋｇ、乳脂率４．０％、乳蛋白質率３．２％。また、ＮＥＩは泌乳正味エネルギーを示し、ｅｆＮＤＦは有効中性洗剤不溶繊維を示す。

血液は３，０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、その血清部分を−３０℃で分析まで保存した。カルシウムの分析はＯＣＰＣ法で行った。また、浮腫の程度は、触診によって行い、重度は４、中度は３、軽度は２、正常は１とした。得られた結果を、それぞれ、表３および表４に示した。

上記結果から明らかなように、分娩直後の血中カルシウム含量は各区７．１〜７．３ｍｇ／ｄｌであった。６時間目の血中カルシウム含量において、対照区では増加はみられなかったが、ＤＦＡＩＩＩ区およびＤＦＡＩＶ区とも分娩直後より約１ｍｇ／ｄｌ増加し、それぞれ８．３ｍｇ／ｄｌ、８．０ｍｇ／ｄｌとなった。しかし、６０時間目ではＤＦＡＩＩＩ区で８．０ｍｇ／ｄｌとなり、ＤＦＡＩＶ区でも６時間目から増加する傾向は見られなかった。なお、いずれの区においても乳熱症状を呈する牛は見られなかった。

以上の結果より、ＤＦＡＩＩＩおよびＤＦＡＩＶは、分娩直後の血中カルシウム濃度を高めることが確認された。

乳牛の分娩時血中カルシウム濃度に対して、ＤＦＡＩＩＩおよびカルシウムとビタミンＤの効果を検討した。

供試牛は２産以上のホルスタイン分娩牛を１区５頭、３区計１５頭を用いた。分娩直後に尾根部から採血を行い、ＤＦＡＩＩＩ区はＤＦＡＩＩＩ１００ｇを温湯２５０ｍｌに溶かして、経口投与した。ＤＦＡ＋Ｃａ区はＤＦＡＩＩＩおよび炭酸カルシウムをそれぞれ１００ｇとして温湯２００ｍｌに溶かし、ＤＦＡ＋Ｃａ＋ＶＤ区はＤＦＡＩＩＩおよび炭酸カルシウムをそれぞれｌ００ｇに加えて、ビタミンＤ１００００ＩＵを温湯２００ｍｌに溶かし、経口投与した。また、分娩直後の採血を基点として、６、２４および７０時間後に尾根部からの採血を実施した。

飼料給与、血中カルシウム含量の分析は、実施例３と同様に行った。得られた結果を下記表５に示した。

上記結果から明らかなように、分娩直後の血中カルシウム濃度は６．４〜７．４ｍｇ／ｄｌであり、ＤＦＡ＋Ｃａ区が最も低い値であった。６時間目の血中カルシウム濃度は分娩直後よりも、ＤＦＡＩＩＩ区１．２、ＤＦＡ＋Ｃａ区２．０、ＤＦＡ＋Ｃａ＋ＶＤ区は１．７ｍｇ／ｄｌ増加した。２４時間では、６時間よりもＤＦＡＩＩＩ区、ＤＦＡ＋Ｃａ区で低下したものの、ＤＦＡ＋Ｃａ＋ＶＤ区はさらに増加し、正常値と考えられる９．３ｍｇ／ｄｌに達し、７０時間でもその濃度が維持されていた。ＤＦＡＩＩＩ区とＤＦＡ＋Ｃａ区の７０時間目においての血中カルシウム濃度は、それぞれ８．５と９．１ｍｇ／ｄｌであり、ＤＦＡ＋Ｃａ区の回復程度の向上が認められた。

以上の結果より、ＤＦＡＩＩＩは単独で投与するよりも、カルシウム剤と併用し、さらには、ビタミンＤと併用することにより、その効果を高めることが認められた。

Claims

ダイフラクトースアンハイドライドＩＩＩ及び／又はダイフラクトースアンハイドライドＩＶを有効成分としてなること、を特徴とする分娩後の泌乳牛用飼料組成物の乳生産改善剤。
乳生産改善が乳量の増加であること、を特徴とする請求項１に記載の剤。
ダイフラクトースアンハイドライドＩＩＩ及び／又はダイフラクトースアンハイドライドＩＶを有効成分としてなる剤を分娩後の泌乳牛に経口投与すること、を特徴とする分娩後の泌乳牛の乳生産改善方法。
乳生産改善が乳量の増加であること、を特徴とする請求項３に記載の方法。