JP7618246B2 - 家畜及び魚の飼料タンパク質添加物 - Google Patents

Description

GKPM-OBOLENSK B-8465 VKM B-3265D VKM B-3264D VKPM B-12549

本発明は、家畜及び魚の養殖で使用することを意図しており、特に、生産性及び自然抵抗を改善するために家畜及び人工貯水池での魚の繁殖に使用される生物学的飼料添加物に関する。

現在、エネルギー及びタンパク質の値など、飼料の品質の低下が観察されている。使用されるほとんどすべての種類の飼料は、低タンパク質のものであるため、タンパク質の量（特に、ウシの場合）は、標準で規定されている１０８ｇではなく、８５ｇを超えない。これは、家畜の生産性が低く、生産物単位あたりの飼料消費量が高く、飼料のコストが高いものである。

研究者たちは、入手可能性及び低価格の観点から、植物成分、特に植物性タンパク質源を使用することに焦点を合わせた。タンパク質の主な供給源は、大豆粉である。しかし、当国の自然環境は、十分な量の大豆を成長させるのに好適ではない。魚粉は、伝統的に魚に給餌するためのタンパク質の基本的な供給源である。それにもかかわらず、魚粉の価格は絶えず上昇しており、魚の生産量は増加している。

当業者は、飼料タンパク質を生産するための他の方法、及びその代替的供給源を探す必要がある。

タンパク質飼料添加物を飼料混合物に導入することにより、飼料の栄養成分の最適化、バイオアベイラビリティの改善、ならびに家畜及び魚の成長率への影響、疾患の予防効果などが可能になる。

特許検索により、以下の情報源を見つけることができた。

したがって、アルコール（可溶物を含む乾燥蒸留穀物）及び製粉（ブラン、小麦粉）産業の廃棄物、及び蒸留業者の使用済み穀物と穀物廃棄物との混合物から飼料タンパク質を生産するための技術が開発されている（ロシア国特許出願公開第２１５９２８７号明細書；ロシア国特許出願公開第２１４０４４９号明細書；ＵＳＳＲ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ’ｓ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．１５９５９００；ＵＳＳＲ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ’ｓ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．１５７１０６１；ＵＳＳＲ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ’ｓ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．１５３２５８０；ＵＳＳＲ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ’ｓ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．１５０７７８７；ロシア国特許出願公開第２０５４８８１号明細書；同２０４２７１３号明細書など）。上記の発明において、生産源培養物は、カンジダ酵母様不完全菌である。既知の微生物株の欠陥は、長期の非滅菌培養プロセスにおいて活発に成長させ得ないことである。さらに、生産源培養としてカンジダ酵母を使用するには、確実に最終生産物中に生細胞がないようにするために、生産された飼料バイオマスの熱処理段階を強制的に導入することにより、生産技術を複雑にする必要がある。

従来技術には、様々なタンパク質産生微生物株が含まれている（ロシア国特許出願公開第２２４４０００号明細書、同２３９０５５４号明細書、同２２４４００１号明細書）。この菌株での一般的な欠陥は、乳酸２．５％において蓄積されたバイオマスの濃度の高さが不十分であり、その結果、培養によって生産され得るタンパク質の量が不十分である点である。

健全なタンパク質飼料生産物を生産するための有望な方法は、タンパク質生産メタノトロピック（ｍｅｔｈａｎｏｔｒｏｐｉｃ）細菌を使用することである。適切な条件では、メタノトロピック細菌は、天然ガスの活発なプロセス処理、貴重なタンパク質、ビタミン、及び他の生物活性物質が豊富であるバイオマスの急速な成長及び蓄積を示す。

メタンを使用してタンパク質を産生するには、液体炭化水素と比較して、以下の複数の利点を有する：天然ガスの埋蔵量が多い、輸送性が良好である、物質がさらに除去されることなく、最終生産物を生産できる。

ロシアは、大量のガス埋蔵量を有し、一部のデータによれば、世界の埋蔵量の最大４０％を占める。ロシアの工場でのタンパク質の微生物学的生産の実施は、経済的効果をもたらす以外にも、本国の食料安全保障に貢献するであろう。

先行技術は、様々な飼料タンパク質産生微生物株を含み、メタン酸化細菌（メタノトローフ）の様々な種、例えば、シュードモナス・メタニカ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｍｅｔｈａｎｉｃａ）、メチロコッカス・カプスラータス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）ＶＫＭ Ｂ－２１１６、メチロシスティス・パルバス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｙｓｔｉｓ ｐａｒｖｕｓ）ＶＫＭ Ｂ－２１２９、メチロサイナス・スポリウム（Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ ｓｐｏｒｉｕｍ）ＶＫＭ Ｂ－２１２３、メチロサイナス・トリコスポリウム（Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｈｕｍ ）ＶＫＭ Ｂ－２１１７、メチルバチルス・アシドフィルス（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒ ａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ）、メチロモナス・ルブラ（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ ｒｕｂｒａ）ＶＳＢ－９０、メチロコッカス属ＣｈＭ－９、メチロコッカス・カプスラータスＶＳＢ－８７４、メチロコッカス・ミニムス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｍｉｎｉｍｕｓ）、メチロモナス・メタニカ（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ ｍｅｔｈａｎｉｃａ）、メチロモナス・アジル（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ ａｇｉｌｅ）である。

これらは、天然ガスを使用してメタン酸化細菌の培養により得られた微生物合成生産物である。菌株は、様々な成長率及びバイオマス収量を特徴とする。

先行技術には、バイオマスの生産源であるメチロコッカス・カプスラータスＶＳＢ－８７４株が含まれる。この株は、ｍｕｓｅｕｍ ｏｆ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＶＮＩＩｇｅｎｅｔｉｋａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅにコレクション番号ＴｓＭＰＭ Ｖ－１７４３で寄託されている（ＵＳＳＲ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ’ｓ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ｎｏ．７７０２００）。炭素源は、純粋な天然ガス及び天然ガス中の両方のメタン、及びメタノールである。この菌株を使用した生産物は、ＧＡＰＲＩＮ（商標）で入手可能である。この菌株の欠点は、生産性が不十分（８～１０ｇ／ｌｈ）である、バイオマス中の生タンパク質含有量が少ない（最大７０％）、及びバイオマス収量が不安定（３０～６０ｇ／ｌ）であることである。

先行技術は、生物工学に関連し、動物に給餌するための微生物タンパク質塊を産生するために使用され得る発明（ＲＦ２６８７１３７）を含む。天然ガス中に存在するメタン同族体の共酸化生産物を使用できる肺炎桿菌１－１７従属栄養細菌株は、Ｓｔａｔｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ Ｃｅｌｌ Ｃｕｌｔｕｒｅｓ ＧＫＰＭ－ＯＢＯＬＥＮＳＫに寄託されている（登録番号В－８４６５）。この菌株は、メタン酸化細菌の生産性を増加させる。

先行技術は、生物工学に関連し、動物に給餌するための微生物タンパク質塊を産生するために使用され得る発明を含む。天然ガス中に存在するメタン同族体の共酸化生産物を使用できるキュープリアビダス・ギラルディイＧＢＳ－１５－１従属栄養細菌株は、ロシア国立産業微生物コレクション（Ｒｕｓｓｉａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ）（Ｇ．Ｋ．Ｓｋｒｙａｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，Ｒｕｓｓｉａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）に寄託されている（登録番号ＶＫＭ Ｂ－３２６５Ｄ）。この菌株は、メタン酸化細菌の生産性を増加させる（ＲＦ２６８７１３５）。

先行技術は、微生物学産業に関連する発明を含む。ステノトロホモナス・アシドアミニフィラＧＢＳ－１５－２従属栄養細菌株は、天然ガス中に存在するメタン同族体の共酸化生産物を使用することができる。ステノトロホモナス・アシダミニフィラ従属栄養細菌株は、ロシア国立産業微生物コレクション（Ｒｕｓｓｉａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ）（Ｇ．Ｋ．Ｓｋｒｙａｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，Ｒｕｓｓｉａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）に寄託されている（登録番号ＶＫＭ Ｂ－３２６４Ｄ）。ステノトロホモナス・アシドアミニフィラＶＫＭ Ｂ－３２６４Ｄ従属栄養細菌株を使用して、微生物タンパク質の塊を生産し得る（ＲＦ Ｎｏ．２６８７１３６）。

技術的本質及び特許請求されている効果の点で最も近い類似体は、メチロコッカス・カプスラータスＧＢＳ－１５メタン酸化細菌株である。この菌株は、家畜飼料のバランスをとるためのタンパク質及びビタミンの複合体を生産するために使用される。この菌株は、ロシア国立産業微生物コレクションに番号ＶＫＰＭ В－１２５４９で寄託されている。この菌株では、最大３２ｇ／ｌのバイオマスの蓄積が可能になる （ＲＦ Ｎｏ．２６１３３６５）。バイオマス中の最小生タンパク質含有量は、７９％である。

ロシア国特許出願公開第２１５９２８７号明細書 ロシア国特許出願公開第２１４０４４９号明細書 ロシア国特許出願公開第２０５４８８１号明細書 ロシア国特許出願公開第２０４２７１３号明細書 ロシア国特許出願公開第２２４４０００号明細書 ロシア国特許出願公開第２３９０５５４号明細書 ロシア国特許出願公開第２２４４００１号明細書

技術的目的は、メチロコッカス・カプスラータスのメタン酸化細菌をベースとした使用済みタンパク質飼料添加物の範囲を拡大し、より高い技術的可能性、本プロセスのより優れた費用対効果、ならびに家畜及び人工貯水池で繁殖された魚の高タンパク質含有量をもたらすことである。

提唱された飼料添加物を使用した技術的結果は、効率的な添加物生産技術が創造されることであり、家畜及び魚の生産性の増大により、添加物の性能が改善される。

技術的結果は、家畜及び養殖魚用にタンパク質飼料添加物を使用することによって達成され、この添加物には、メチロコッカス・カプスラータス（ＧＢＳ－１５）ＶＫＰＭ В－１２５４９メタン酸化細菌株が含まれていた。この添加剤には、キュープリアビダス・ギラルディイ（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ ｇｉｌａｒｄｉｉ）（ＧＢＳ－１５－１）ＶＫＭ Ｂ－３２６５Ｄ従属栄養細菌株及び／またはステノトロホモナス・アシドアミニフィラ（ＧＢＳ－１５－２）ＶＫＭ Ｂ－３２６４Ｄ従属栄養細菌株及び／または肺炎桿菌１－１７ＧＫＰＭ－ＯＢＯＬＥＮＳＫ Ｂ－８４６５従属栄養細菌株も含み、次の成分比、重量％で均一な量で使用される。
メチロコッカス・カプスラツスＶＫＰＭ В－１２５４９
－メタン酸化菌株 ８５：９４
－菌株混合物 ６：１５

提唱された菌株の混合物を含むタンパク質飼料添加物を含む食餌を家畜に給餌することにより、筋肉組織の成長に起因する体重増加が促進される。肉質は、筋肉組織中の脂肪含有量の減少、皮下脂肪層の減少、及びロース目領域の増加によって改善される。

本発明では、家畜及び魚の生産性、生存率及び肉の安全性、ならびに機能的特性を有する肉の生産の増加が可能になるであろう。

飼料添加物の特許請求された成分比により、従属栄養細菌を含む容易に消化可能な高タンパク質添加物の生産が可能になる。家畜及び魚用のタンパク質飼料添加物は、特許請求された比率に従って成分を混合することによって生産され、その後、生産物は、必要に応じて造粒されるか、または押し出しを受ける。表１に、提唱されているタンパク質添加物のレシピを示す。

以下の実験は、タンパク質飼料添加物の変種を使用して実施した。
－変種１：ＧＢＳ－１５株及びＧＢＳ－１５－２株の２成分混合物。
－変種２：ＧＢＳ－１５、ＧＢＳ－１５－１、及びＧＢＳ－１５－２株の３成分混合物。
－変種３：ＧＢＳ－１５、ＧＢＳ－１５－１、ＧＢＳ－１５－２、及び１－１７株の４成分混合物。
－変種４：ＧＢＳ－１５変種ベース添加物。

この実験では、提唱されたタンパク質飼料添加物を含む飼料添加物混合物を使用することにより、飼料の栄養素組成物の有意な最適化及び生物学的利用能の改善が可能になることが示された。さらに、必要な栄養成分の魚、家禽、及び家畜のニーズが満たされ、生産物単位あたりの飼料消費量が減少する。

タンパク質飼料添加物の生産源は、メタノトローフメチロコッカス・カプスラツスＧＢＳ－１５である。この菌株は、天然ガス雰囲気中で液体ミネラル培地を用いて曝気及び混合条件下で培養することにより、長期の多段階選択の過程で得られた。メチロコッカス・カプスラータスＧＢＳ－１５株は、従属栄養性関連物、例えば、キュープリアビダス・ギラルディイ、ステノトロホモナス・アシドアミニフィラ、肺炎桿菌などの関連培養中で培養され、天然ガス中に存在するメタン同族体の共酸化生産物、及び主要なメチロコッカス・カプスラータスＧＢＳ－１５株の代謝生産物を利用する。

得られたタンパク質飼料添加物は、メタン酸化細菌及び従属栄養細菌の関連菌の乾燥した不活化バイオマスである。

粉末または顆粒の形態のタンパク質飼料添加物は、飼料混合物を調製するための使用基準に規定されている必要量で与えられる。タンパク質飼料添加物は、高い栄養価を有し、魚、家畜、及び家禽にとって安全である。

メチロコッカス・カプスラータスＧＢＳ－１５株及びその関連菌は、非病原性、非毒性であり、かつ安全である。

タンパク質飼料添加物中のタンパク質の量は、動物性タンパク質（魚及び肉骨粉）と同等である。これにより、飼料食餌における魚粉及び大豆粉の代替としてのタンパク質飼料添加物の幅広い使用が可能になる。

化学的スコアによるタンパク質飼料添加物の生物学的価値は、６５～７０％である。制限アミノ酸は、メチオニンである。テトラヒメナ・ピリフォルミス（Ｔｅｔｒａｈｙｍｅｎａ ｐｙｒｉｆｏｒｍｉｓ）試験生物中のカゼインに関する相対的生物学的価値は、６５～７５％である。

タンパク質飼料添加物の栄養特性は、ブタ、家禽、子牛、ヒツジ、魚など、生産物が開発された動物において試験を行った。動物には、採用された基準に従って給餌した。対照食には、タンパク質源として豆粉を含めた。特許請求されているタンパク質飼料添加物及び参照添加物の量には、食餌中の可消化タンパク質の１日量の２０％を含めた。

本発明の本質は、以下の実施例を通して示す：
すべての実施例で使用した参照飼料は、ＧＡＰＲＩＮであった。

実施例１．魚での試験
飼料添加物は、フロースルー水槽（ｆｌｏｗ－ｔｈｒｏｕｇｈ ａｑｕａｒｉｕｍ）中において実験室条件で体重３８～４５ｇのコイの幼魚で試験を行った。全試験において、２０匹のコイの幼魚の群は、７０リットルのフロースルー水槽中、水温１８～２１℃、酸素含有量６．８～９ｍｇ／ｌで保持した。飼料添加物の給餌過程は、２４日であった。

給餌過程完了後、実験の各段階で血液学的パラメータによる魚の生理学的状態の比較分析を行った。平均体重の１日の絶対増量、相対増量、及び平均増量の計算はすべて、従来の方法を使用して実施した。

試験結果については、表２を参照のこと。

タンパク質飼料添加物は、同添加物中のアミノ酸のいかなる乱れもなく、魚飼料に導入され得る。提唱されている菌株混合物は、高い生産性レベルを有し、これは、魚による飼料消費率及び体重増加率の増加に寄与する。

様々な年齢の魚でのタンパク質飼料添加物を含む飼料の分析では、この成分を食餌中に含めることにより、魚の生理学的状態を乱すことなく、飼料コストを削減しながら魚の成長速度が促進されることが示された。幼虫の生存も食餌と相互に関連する。実験飼料中にタンパク質飼料添加物を含めることにより、コイの生存率が、参照飼料の６３％に対して、９３％まで有意に上昇する。

したがって、魚飼料中の栄養素の適切なバランスにより、タンパク質飼料添加物は、他の高タンパク質成分と同様の結果を示す。

実施例２．ブタでの試験
生物学的生産物は、様々な年齢期間及び様々なクラスのブタの食餌中で試験を行った。

動物には、採用された基準に従って給餌した。対照食には、タンパク質源として大豆粉を含めた。

試験群は、食餌中の消化可能なタンパク質の１日量の最大２０％の量の生物学的添加物を受けた。各成長期間の終了時に、実験前に個々の動物の体重を測定した。動物の生理学的状態及び健康は、実験全体において正常であった。実験全体において悪影響は観察されなかった。試験動物及び参照動物では、健康、飼料の消費量、及び１日の平均体重増加値に差は観察されなかった。

試験群でのタンパク質飼料添加物のレベルは、消化可能タンパク質の１日量の２０％であった。食餌密度は、関連する動物の年齢について一般に認められている基準に準拠しており、参照群及び試験群については同一であった。

動物の生理学的状態及び健康の逸脱は、実験全体において観察されなかった。

ブタ飼料中にタンパク質飼料添加物を使用することにより、参照群と比較して、体重増加が１２％増加し、代謝障害を引き起こすことなく、幼若ブタの生存率が７．５％増加したが、試験群において、発生率の増加は観察されなかった。

試験結果は、成長中及び肥育したブタの食餌中でのタンパク質飼料添加物の使用の効率及び安全性を証明している。

実施例３．家禽の試験
ブロイラートリの生産性試験を実施した。試験群の家禽には、動物性タンパク質の５０％ではなく、最大５％のタンパク質飼料添加物を含む食餌を与えた。参照群のトリには、標準的な完全飼料を与えた。

実験終了時の参照群及び試験群の主な生理学的パラメータは、次のとおりである：トリの生存率試験群９９．２％、参照群９８．８％。産卵強度試験群７９．４％、参照群７２．４％。

Claims (1)

1. メチロコッカス・カプスラータスＶＫＰＭ В－１２５４９メタン酸化細菌株を含む家畜及び養殖魚用のタンパク質飼料添加物であって、
   前記タンパク質飼料添加物は８５～９４重量％の不活化されたメチロコッカス・カプスラツスＶＫＰＭ В－１２５４９メタン酸化菌株と残部の不活化された菌株混合物を含み、
   前記菌株混合物は、キュープリアビダス・ギラルディイＶＫＭ Ｂ－３２６５Ｄ従属栄養細菌株、ステノトロホモナス・アシドアミニフィラＶＫＭ Ｂ－３２６４Ｄ従属栄養細菌株、または肺炎桿菌１－１７ＧＫＰＭ－ＯＢＯＬＥＮＳＫ В－８４６５従属栄養細菌株のうち少なくとも１つ以上を含むことを特徴とする、添加物。