JPS622784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はサイレージおよび／または水分含量の
高い穀粒の貯蔵ならびにこれらの発酵過程の促進
と制御に関する。 酸素を除去することによつて食品を貯蔵するの
に亜硫酸塩を含有する添加物を用いることはかな
り以前から知られており、種々の先行特許、例え
ば米国特許第2799583号（Hirrisに付与）、第
2825651号（Zoo等に付与）、第3169068号（Blook
に付与）および第3284212号（Trribleに付与）に
述べられている。 上記Harrisの特許に述べられているように、先
行技術においてサイレージの貯蔵の目的にメタ亜
硫酸水素ナトリウムを用いた人は、好気性カビま
たは細菌の増殖および抗菌性基質の生成に基づく
損害を阻止するために酸素の除去に主として関心
を持つていた。 Harrisはアルカリ性メタ硫酸水素塩と尿素の添
加によるサイレージの貯蔵法を述べている。尿素
はサイロの構造に用いられる鉄系金属に対するメ
タ亜硫酸水素塩の腐食性を制御するために用いら
れている。Harrisによると、メタ亜硫酸水素塩の
割合は決定的なものではなく、約0.1〜10重量％
の範囲、またはサイレージに対して２〜200ポン
ド／トンの範囲で変動し得ると云われている。こ
のメタ亜硫酸水素塩は、このような比較的高い割
合では、サイレージに強い抗菌作用を及ぼし、所
望の発酵に必要とされる天然の細菌を多量に破壊
する。これに反して、本発明の方法と組成物は以
下に更に詳細に述べるように、急速な嫌気性作用
を生じ、アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩
またはメタ亜硫酸水素塩を硫酸塩に化学転換した
後に、発酵を制御するのに役立つ。 我々の先願の米国特許第3184314号において
は、(a)アルカリまたはアルカリ土類金属の硫酸塩
と(b)デンプン分解酵素、望ましくは麦芽ジアスタ
ーゼとから成る組成物の使用による水分含量の高
い穀物サイレージの貯蔵および発酵の制御も述べ
ている。 今回、我々は本発明の組成物の使用によつて
種々のサイレージおよび貯蔵穀粒、特に水分含量
の高い穀粒に対して今までのものよりすぐれた、
迅速な保存作用および発酵制御作用を提供できる
ことを発見した。 本発明は種々のサイレージおよび貯蔵穀粒、特
に高水分含有コーンのような水分含量の高い物質
の保存および発酵の制御（発酵過程を管理する意
味で）に関するものである。 給餌を駄目にするような味や臭いがなく、高い
割合の栄養素およびビタミン値を保有する風味の
良いサイレージおよび穀物を提供するためには、
好ましくないカビや細菌の成長をできるだけ早く
止め、他方では同時に発酵をプロピオン酸の生成
が促進されるように導くことが重要であると判明
している。 本発明はこの２つの目的を、アルカリ金属の亜
硫酸塩、亜硫酸水素塩、メタ亜硫酸水素塩または
これらの混合物をサイレージおよび／または穀粒
に対して約0.2〜1.5ポンド／トンまでの範囲で添
加することによつて独特の効果的な方法で達成す
ることを可能にするものである。 もし前記亜硫酸塩の添加量が約0.05ポンド／ト
ン以下であるならば、効果は不充分であり所望の
嫌気性作用を生ずることはできない。またもし添
加量が1.5ポンド／トンを超えるならば、強い抗
菌作用をサイレージ中に生じ、適当な発酵にとつ
て重要な天然の細菌を破壊することになるので、
自然発酵の条件が失なわれる。 上記範囲の下方の限界の亜硫酸塩量が特に効果
的だと判明しており、特にサイレージに対して
0.2〜0.8ポンド／トンの亜硫酸塩量が望ましいこ
とが判明している。 本発明方法によれば、サイレージおよび／また
は水分含量の高い穀粒の効果的な貯蔵および発酵
制御は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マ
グネシウムまたは硫酸アンモニウムから成る群か
ら選択した無機硫酸塩10〜97％と、デンプン分解
酵素0.3〜３％と、アルカリ金属の亜硫酸塩、亜
硫酸水素塩、メタ亜硫酸水素塩およびこれらの混
合物から成る群から選択した１つの化合物２〜20
％とから成る組成物を用いる事により実施するこ
とができる。 本発明にとつて望ましい組成物は下記の量の次
の成分から成る：

【表】 は麦芽ジアスターゼ ポンド／トン
この組成物は公知の方法でサイレージと混合す
ることができる。例えば、成分の水溶液または分
散液を調製し、サイレージ量を全適用範囲に効果
が及ぶように撹拌しながら、サイレージに成分の
水溶液または乾燥粒子を散布する。 この組成物に水分含量の高いコーンおよびその
他の高水分穀粒に対して特に効果的である。水分
含量の高いコーンまたは穀粒とは一般には約10〜
35重量％の水分を含有するコーンまたは穀粒であ
る。 アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、メタ
亜硫酸水素塩またはこれらの混合物の或る有効量
の使用はコーン、草、枯草等のサイレージおよび
水分含量の高いコーンと穀粒の両方を好気性カビ
の増殖作用から保護することを可能にし、サイレ
ージ発酵の所望の制御にも役立つものである。 アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩または
メタ亜硫酸水素塩の有効量はサイレージに対して
0.2〜1.5ポンド／トンであり、好ましくは0.2〜
0.8ポンド／トンの範囲である。 アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩または
メタ亜硫酸水素塩、好ましくはメタ亜硫酸水素ナ
トリウムは２重に作用する。これはプロピオン酸
が優勢な生産に有利に作用し、酪酸の副生に不利
に作用することによつて発酵を制御する硫酸ナト
リウムの先駆物質として作用する。このプロピオ
ン酸と酪酸の両者は発酵サイクルの一次副生成物
である乳酸の二次生成物である。このメタ亜硫酸
水素ナトリウムは同時に、実質的に嫌気性雰囲気
が迅速に形成されるように、飼料粒子間の空隙に
捕捉された酸素をすみやかに除去するようにも作
用する。この嫌気性雰囲気は乳酸からプロピオン
酸への転化に有利に作用するのみでなく、飼料中
で好ましくない好気性カビの増殖をも阻止する。 酸素を捕捉するアルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫
酸水素塩またはメタ亜硫酸水素塩の存在によつ
て、酸素は発熱反応で硫酸塩として結合されるの
で、所望の発酵がカビ、毒素のない状態でまたは
過剰に熱を生ずることなくすみやかに進行し、所
望の発酵生成物が優勢な生成物を生ずる。 本発明の方法によつて最大の効果をもたらすた
めには、アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩
またはメタ亜硫酸水素塩を付加的な硫酸ナトリウ
ムおよび好ましくは例えば麦芽ジアスターゼまた
は、米麹菌からのα―アミラーゼ、β―アミラー
ゼまたはアミラーゼのいずれかのようなデンプン
分解酵素と共にサイレージに用いるべきである。
また、例えば表面活性剤および食品等級の酸、ギ
酸またはホルマリンのような他の添加剤も穀物ま
たはサイレージに加えることができる。 組成物の湿潤を助け、組成物がサイレージ中に
拡散するのを助けるためには、何か適当な非毒性
の表面活性剤、好ましくはジメチルポリシロキサ
ンで十分である。陰イオン性、陽イオン性、無定
形および非イオン性表面活性剤で全て有用だと判
明している。使用できる表面活性剤は限定されて
いないが、適当な表面活性剤の例としては、アル
キルスルホンエタノールアミンナトリウム、ジメ
チルポリシロキサンアルキルアリールポリエーテ
ルスルホン酸アンモニウム、アルキルアリールポ
リエーテルスルホン酸ナトリウム、スルホン化脂
肪酸およびリグニンスルホネートとその塩が挙げ
られる。 サイレージおよび高水分穀粒中で発酵制御を達
成する上で、本発明の重要な利点はサイレージお
よび穀粒が嫌気性になるのに必要な約28〜48時間
の通常の遅延を避けることができることである。
この遅延期間に、いくつかのカビは増殖し、望ま
しくない発酵が進行する。しかしながら、本発明
の方法と組成物によつて嫌気性状態がすみやかに
達成されるので、植物性材料の高い割合が所望の
サイレージに転化される。 実施例 １ 調節した条件下で、67％水分のコーンサイレー
ジの第１バツチを硫酸ナトリウム96％と麦芽ジア
スターゼ３％との混合物と70〓において混合し
た。この混合物をコーンサイレージに対して約１
〜1/2ポンド／トンの量で添加した。サイレージ
の第２バツチを、サイレージ１トンにつき亜硫酸
ナトリウム0.3ポンドを加え、硫酸ナトリウム0.3
ポンドと取り替えた以外は第１バツチと同じやり
方で、処理した。 乳酸とプロピオン酸の生成およびカビの存在を
各バツチで48時間後に検査した。 この結果は次の通りである：

【表】 実施例 ２ 30％水分ののコーンサイレージを実施例１のコ
ーンサイレージと同様に処理した。５日間の最後
および30日間の最後に、カビを検査し、30日間の
終りに化学分析を行なつた。バツチ３は亜硫酸塩
を含まないがバツチ４は亜硫酸ナトリウムを含有
したものである。この結果は次の通りである：

【表】 本発明の組成物の使用によつて、30日間貯蔵の
最後にカビは全く存在せず、この実験の条件下に
おいて５日間の最後にカビは殆んど存在しなかつ
た。 24時間の最後にバツチ４には酸素が存在しなか
つたが、バツチ３には24時間の発酵の後に酸素が
存在した。 新しい未処理のサイレージは通常は50000／ｇ
のカビ計算値を有するが、これは４時間内に
250000まで上昇し、この値を96時間後まで保持し
た。本発明の組成物を用いると、48〜96時間後に
カビ数のすみやかな減少が現われる。このこと
は、本発明の指示に従うならば、とにかくカビの
毒素は殆んど生じないことを示している。 乳酸およびプロピオン酸が多量に存在すること
は、発酵過程が風味の良い、栄養価の高いサイレ
ージを製造する望ましい方向に特に進みやすいこ
とを示している。 一般に、本発明の組成物は硫酸ナトリウム、硫
酸カリウム、硫酸マグネシウムまたは硫酸アンモ
ニウムのような無機硫酸塩のいずれかを10〜97
％、デンプン分解酵素0.3〜３％およびアルカリ
金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩またはメタ亜硫酸
水素塩２〜20％とから成り、サイレージに対して
約0.3〜５ポンド／トンの割合で用いられる。こ
のようにして、この組成物は前記範囲内でサイレ
ージのトン当りの亜硫酸塩の有効量を保持してい
る。 以前の実験者は亜硫酸ナトリウムまたはメタ亜
硫酸水素ナトリウム自体を用いたが、サイレージ
中の全ての全ての有機物を殺そうとしてあまりに
高濃度で用いたので、乳酸およびプロピオン酸を
生ずる細菌ならびに酵母菌およびカビの大部分ま
たは全てを殺しがちであつた。またこのことはサ
イレージを消化しにくい状態にし、発酵による生
合成を生ずることなく、また蛋白質やビタミンを
含有するサイレージ・ジユースを吸収して貯える
細胞および細胞間のセメント質を生成することが
なかつた。 次に本発明の作用効果をさらに明確にするため
に行つた比較試験を記載する。 比較試験 １ (a) サイレージの調整 新鮮なコーン（穂軸、茎および皮）を約１イ
ンチの細片に切りきざみ、大きなおけの中で混
合した。最初に、４個のジヤー容器に細断した
コーンを満たし、これをふたで密閉した。次
に、各４個の容器にはコーン細片を満たした後
に、該サイレージあたり0.2―10ポンド／トン
の範囲で変化する種々の濃度の亜硫酸ナトリウ
ムを添加した。尚それぞれの濃度は下記表１お
よび表２に記載した通りであり、各容器中のサ
イレージの無機物濃度を均一にするために必要
量の硫酸ナトリウムを添加した。最初の無機物
を加えてないサイレージ容器（対照試料）は密
閉後すぐに冷凍して、冷凍保存した。その他の
無機物含有サイレージ試料容器は70℃で暗所に
保存した。 ４日後に、各亜硫酸塩濃度の試料容器２個づ
つを前記の対照試料容器と同様にして冷凍し
た。 30日後に、さらに残りの各２個づつの容器を
同様に冷凍した。これらの試料を完全に均一に
混合して、以下の分析に供した。 (b) カビ計算値分析 コロニー形成単位（CFU）からカビ計算値
を算出して、その結果を下記表１に、その最大
値と最少値をあわせて示した。

【表】 この表１の結果から明らかである様に、0.2
〜1.5ポンド／トンの亜硫酸塩を添加した場合
に、サイレージのカビ発生阻止効果が顕著であ
り、これは従来技術からは予期し得ないことで
ある。 (c) 酸生成量分析 各サイレージ試料中の酢酸、プロピオン酸、
酪酸、イソ酪酸および乳酸の生成量を分析し
た。その結果、酢酸と乳酸の生成量だけが分析
検知可能限度量以上であつた。それぞれの量を
下記表２に示す。

【表】 サイレージ中に存在する代表的な微生物であ
るラクトバチルス属に属する細菌の作用によつ
てサイレージ発酵中に乳酸が生成することは周
知である。本発明方法によれば、亜硫酸塩を少
量添加することにより、その乳酸の生成量が顕
著に増加することが明らかであり、先のカビ発
生阻止効果とあわせて本発明の作用効果が明ら
かである。 比較試験 ２ (a) サイレージの調整 手で刈り取つた新鮮なコーンの成草を１イン
チ以下の細片に砕き、これをガラス容器（サイ
ロとして使用）につめた。この際亜硫酸ナトリ
ウムを添加しない試料（対照試料）と、種々の
濃度の亜硫酸ナトリウムを添加した試料とを用
意した。該塩の添加濃度は後記表３に示した。
調整直後の試料の一部はそのまま冷凍し、他は
４〜30日間暗所で70〓の条件下で発酵させて、
後に冷凍した。 (b) カビ計算値分析 コロニー形成単位（CFU）としてカビ測定
値を測定して、その結果を表３に示した。 (c) 酸生成量分析 各サイレージ試料中のプロピオン酸、酢酸、
乳酸および酪酸の生成量を分析した。その結果
を表３に示した。 この表３の結果が顕著に示している様に、本
発明方法では、亜硫酸塩をサイレージ当り0.2
〜1.5ポンド／トンという少量で使用している
ため、乳酸およびプロピオン酸を生ずる細菌を
死滅させることがなく、従つて、これら乳酸と
プロピオン酸の生成量の増加（対照試料に比し
て）が明らかである。 又酪酸ならびに酢酸の生成も本発明範囲内で
は有意に抑制されている。

【表】 尚、これらの比較試験では亜硫酸塩として亜硫
酸ナトリウムを使用したが、その他の亜硫酸塩あ
るいはその他の亜硫酸水素アルカリ金属塩やメタ
亜硫酸水素アルカリ金属塩を使用しても実質的に
同様の結果が得られることは明らかである。すな
わち、本発明のこれらの無機塩は共通してSO₃＝
基を含有しており、これが、本発明の作用効果を
もたらすのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネ
   シウムまたは硫酸アンモニウムから成る群から選
   択した無機硫酸塩10〜97％と、デンプン分解酵素
   0.3〜３％と、アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸
   水素塩、メタ亜硫酸水素塩およびこれらの混合物
   から成る群から選択した１つの化合物２〜20％と
   から成る組成物を、新鮮なサイレージおよび／ま
   たは水分含量の高い穀粒と混合することから成る
   該サイレージおよび／または穀粒の貯蔵および発
   酵制御方法において、前記組成物を前記サイレー
   ジおよび／または穀粒に対して約0.3〜５ポン
   ド／トンの割合で使用し、そして前記組成物中の
   アルカリ金属の亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、メタ亜
   硫酸水素塩およびこれらの混合物から成る群から
   選択した１つの化合物の量が前記サイレージおよ
   び／または穀粒に対して0.2〜1.5ポンド／トンで
   あつて、かつ該化合物の量がサイレージおよび／
   または穀粒中に実質的に嫌気性雰囲気を生ずるの
   に十分な量であり、そして前記サイレージおよ
   び／または穀粒中に存在して発酵に重要な役割を
   果す天然の細菌の実質的な量を破壊するには不十
   分な量であることを特徴とする前記サイレージお
   よび／または水分含量の高い穀粒の貯蔵および発
   酵制御方法。 ２ 前記組成物中のアルカリ金属の亜硫酸塩、亜
   硫酸水素塩、メタ亜硫酸水素塩およびこれらの混
   合物から成る群から選択した１つの化合物の量
   が、前記サイレージおよび／または穀粒に対して
   0.2〜0.8ポンド／トンであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記組成物中の無機硫酸塩が硫酸ナトリウム
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ４ 前記組成物中のデンプン分解酵素が麦芽ジア
   スターゼであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。