(57)【要約】  組成物の第一胃バイパスを可能にするバイパス剤でコーティングされたＮＰＮ化合物を含む組成物ならびに繊維消化率の増加法、飼料摂取量の増加法、体成長の増加法、乳生産の増加法、反芻動物におけるＮ排泄量の低減法、反芻動物における第一胃ｐＨ安定性の改善法、第一胃におけるアンモニア毒性の抑制または低減法が開示されている。本発明の組成物および方法は、厳しい気候および／または農場からの遠隔地で管理される反芻動物に特に適している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス組成物であって、
−  非タンパク質窒素化合物、および
−  非タンパク質窒素化合物の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤
を含み、
前記第一胃バイパス剤が前記非タンパク質窒素化合物を取り囲むコーティングであり、かつ前記コーティングが少なくとも９０％の飽和脂肪を含む、前記第一胃バイパス組成物。
【請求項２】
前記コーティングが、水素化植物油から実質的に構成される、請求項１記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項３】
前記コーティングが、水素化パーム油から実質的に構成される、請求項１または２記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項４】
前記組成物が１時間あたり５質量％未満の非タンパク質窒素化合物の放出速度を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項５】
前記非タンパク質窒素化合物が、尿素；アンモニウム塩、例えば、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウムおよびアミノ酸のアンモニウム塩；メチレン尿素、ビウレット、アセトアミド、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上の化合物である、請求項１から４までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項６】
前記非タンパク質窒素化合物が尿素および／またはアンモニア塩である、請求項５記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項７】
前記組成物が約１ｍｍ〜約６ｍｍの平均粒径を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項８】
前記組成物が請求項９から１５までのいずれか１項記載の方法によって得ることが可能であるかまたは得られる、請求項１から７までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項９】
請求項１から７までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物の製造方法であって、
ａ）非タンパク質窒素化合物を含有する粒子をドラムコーター内に供給する工程、
ｂ）工程ａ）の粒子を、第一胃バイパス剤の融点より１０℃低い温度から第一胃バイパス剤の融点までの範囲の温度に加熱する工程、
ｃ）溶融第一胃バイパス剤をドラムコーターの外側にあるリザーバに供給する工程、
ｄ）工程ｃ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、その融点とその融点より１０℃高い温度との間の温度に加熱する工程、
ｅ）工程ｄ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、回転ドラムコーター内で工程ｂ）の粒子上に適用する工程、
ｆ）粒子床の温度を、第一胃バイパス剤の融点の温度または第一胃バイパス剤の融点よりもわずかに低い温度で維持する工程、および
ｇ）工程ｆ）から得られた組成物を冷却する工程、または工程ｆ）から得られた組成物を放冷する工程
を含む、前記製造方法。
【請求項１０】
制御放出剤が溶融範囲を有する場合、工程ｂ）の第一胃バイパス剤の融点が溶融範囲の下限であり、工程ｄ）の第一胃バイパス剤の融点が第一胃バイパス剤の溶融範囲の上限であり、かつ工程ｆ）の融点が第一胃バイパス剤の溶融範囲にある、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第一胃バイパス剤が、３℃〜１０℃の溶融範囲の下限と上限との間に差を有する、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第一胃バイパス剤が少なくとも９０％の水素化脂肪を含有する、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記第一胃バイパス剤が水素化植物油から実質的に構成される、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記溶融第一胃バイパス剤の温度が約５０℃〜約８５℃の間である、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
加熱された粒子の温度が４０℃〜約７５℃の間である、請求項９から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、反芻動物における飼料摂取量、繊維消化率、乳生産および／または体成長の増加に特に適した、さらにはＮ排泄量の低減、第一胃のｐＨ安定性の改善および／または反芻動物におけるアンモニア毒性の抑制または低減、特に厳しい気候、例えば、低消化性牧草地によって特性付けられる気候、例えば、乾燥気候、暑熱気候、寒冷気候等および／または遠隔地で管理される反芻動物におけるアンモニア毒性の抑制または低減に特に適した反芻動物用飼料または反芻動物用飼料サプリメントの分野に関する。
【０００２】
発明の背景
肉製品（例えば、牛肉、羊、子羊等）や乳製品（例えば、乳、チーズ、バター等）などの反芻動物由来の製品は、西洋の食生活の大部分を占めており、これらの製品の需要は増加している。反芻動物の健康および成長を促進するだけでなく、反芻動物由来の製品の品質および／または量を向上させ得る飼料および／または飼料サプリメントを開発するために、かなりの研究や開発努力がなされてきた。
【０００３】
成長してから、羊毛および乳の生産は、植物タンパク質の形で提供されることが多い食餌からの窒素の利用可能性に直接依存しているため、反芻動物における成長ならびに羊毛および乳の生産を促進するために補助タンパク質が使用または検討されることが多い。反芻動物におけるタンパク質は、ＮＰＮ源（例えば、尿素）から得られる窒素から第一胃の細菌によって合成されることもできるので、反芻動物は食物タンパク質またはアミノ酸自体を必要としない。ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）は食物タンパク質よりも安価である。したがって、ＮＰＮ化合物は、反芻動物の成長ならびに羊毛および／または乳の生産を促進するための食物タンパク質の代替物または補助物としてますます使用されている。
【０００４】
しかしながら、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）を含む飼料または飼料サプリメントの使用は、反芻動物のアンモニア毒性と関連している。有効量で与えられた場合、ＮＰＮ化合物はアンモニア毒性を引き起こし得る。反芻動物によって消化されると、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）は、第一胃に存在する細菌によって、とりわけアンモニアに急速に変換される。有効量のＮＰＮを投与すると、第一胃のＮＰＮ源から急激なピークのアンモニアが放出される。第一胃において尿素からアンモニアが放出される（すなわち、急激な高いピークとして放出される）割合は、それをアミノ酸（「真性タンパク質」とも呼ばれる）に変換する細菌の能力よりも高いため、アンモニア毒性が続く。細菌により利用されない過剰のアンモニアは、血流中で高濃度となり、反芻動物にとって有毒である。アンモニア毒性の症状（すなわち、末梢血中のアンモニアが約１ｍｇ／血液１００ｍＬを超える場合）としては、筋痙攣、運動失調、過度の唾液分泌、テタニー、鼓脹および呼吸障害が挙げられる。
【０００５】
アンモニア毒性などのＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の投与に伴う欠点を改善するために、かなりの努力が払われてきた。例えば、ＮＰＮ化合物を含む組成物が開発されており、それが第一胃のＮＰＮ源からのアンモニアの「遅延放出」を可能にする。第一胃のアンモニアの「遅延放出」は、通常、即時放出型ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）を含む飼料または飼料サプリメントの摂取直後に生じる第一胃内の急激なアンモニアのピークを減衰させることを目的としている。アンモニアの放出は、遅延はするものの第一胃に発生することが見込まれ、第一胃で微生物によってこれが利用されて、タンパク質が産生され得る。
【０００６】
第一胃のＮＰＮ源からのアンモニアの遅延放出は、通常、ＮＰＮ化合物をいわゆる制御放出剤またはコーティングで部分的にまたは完全にコーティングすることによって達成される。制御放出剤は、第一胃においてＮＰＮ源からのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させる能力によって特徴付けられる。具体的には、制御放出剤は、単位時間あたりにＮＰＮ化合物から一定量のアンモニアを放出することができるので、ＮＰＮ化合物に由来するアンモニアは第一胃で一度に大量には放出されない。第一胃においてＮＰＮからのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させるために設計された様々な第一胃バイパス剤が長年にわたって開発されてきた。
【０００７】
例えば、米国特許第６２３１８９５号明細書（US6231895B1）には、第一胃分解性ポリマーコーティング内にカプセル化された尿素からなるＮＰＮ化合物を含む泌乳反芻動物に適した原料が開示されている。第一胃分解性ポリマーコーティングは、第一胃インキュベーション条件下でアンモニアを発生させるための制御放出剤として使用されている。原料は、毎日連続して第一胃液１デシリットルあたり６〜１８ｍｇのアンモニアを供給する速度で第一胃内に放出されるように配合されている。この原料は、通常、第一胃で高すぎる速度で放出されてアンモニア毒性を引き起こすＮＰＮを含む従来の原料よりも改善されているとされている。
【０００８】
米国特許第０３０１５７６４号明細書（US03015764A1）には、第一胃内に遅延して放出されることが意図されている遅延放出型配合物および持続放出型配合物からなる反芻動物用飼料が開示されている。配合物は、尿素と、水溶性の酸または水溶性の酸の中性塩の形のカルボキシビニルポリマーからなるコーティングとを含む。反芻動物用飼料は、第一胃の尿素の持続的な利用可能性をもたらすように作用し、局所微生物には、これを第一胃のタンパク質に変換するのに十分な時間がある。
【０００９】
国際公開第２０１１１１６４４５号（WO2011116445A2）には、第一胃の尿素の遅延放出を確実にする栄養性尿素系組成物が開示されている。この組成物は尿素および疎水剤、例えば植物ワックスからなるコーティング剤を含む。
【００１０】
米国特許第４０３５４７９号明細書（US4035479）には、制御された持続的な尿素の利用可能性を特徴とする第一胃摂取のための遅延および持続放出型配合物が開示されている。配合物は、尿素と、実質的に水溶性の酸または中性塩の形のカルボキシビニルポリマー（例えば、ポリアクリル酸）からなるコーティングとを含む。著者らは、尿素の放出が、制御されかつ遅延はするものの、その変換に馴化した微生物相が利用可能である第一胃内においてかなり行われることは不可欠であることを指摘している。
【００１１】
上記組成物はいずれも、第一胃のＮＰＮ源からのアンモニアの放出を遅延させて、第一胃の細菌に対する窒素の持続的な利用可能性を生み出し、第一胃のＮＰＮ源からのアンモニア放出の曲線を減衰させること、すなわち、そのピークを低減させてその時間の広がりを延長することによって、アンモニア毒性を緩和することを示している。しかしながら、上記組成物は、第一胃におけるアンモニア放出の曲線をフラットな曲線に完全に減衰させるものではない。このことは、このようなＮＰＮ化合物（尿素）の摂取後、減少はしているものの第一胃内にアンモニアのピークがまだ生じていることを意味する。このことは最終的には、アンモニアの毒性を招くかまたは特にＮＰＮ化合物が多量に給餌される際に、第一胃の細菌によるＮＰＮ化合物由来のアンモニアの非効率的な利用もしくは浪費につながり得る。
【００１２】
厳しい気候で飼育および／または管理されている反芻動物は、より好ましい気候で飼育および／または管理されている反芻動物と比べて不利であるため、厳しい気候で飼育および／または管理されている反芻動物にとっては、ＮＰＮ化合物を高めた量で給餌することが特に望ましいと考えられる。特に、厳しい気候で管理されている反芻動物は、環境からの栄養素、特にタンパク質の利用が制限されていた。厳しい気候は、これらの地域で生育している牧草の栄養品質について、栄養価（例えば、低タンパク質）が一般的に低く、かつ／またはその栄養価が年間を通じて変動することが特徴である。また、厳しい気候に曝されている地域の牧草は、繊維含量が高いことが多いので、これらの消化が困難になる。さらに、厳しい気候にある農場は、反芻動物またはウシ科動物が放牧されている牧草地または草地からはかなり離れていることが多い。この状況は、ＮＰＮ化合物などの追加の飼料および／または飼料サプリメントを反芻動物またはウシ科動物に定期的に供給する酪農業者の能力を妨げる。
【００１３】
厳しい気候で生育する牧草の栄養価は低くかつ／または消化率が低いため、それらを食べる反芻動物による肉および／または乳の生育および／または生産は、最適には行われない。
【００１４】
全体的に、この状況は、このような条件下で管理される反芻動物またはウシの働きの低下につながる（すなわち、それらの肉生産および／または乳生産は最適ではない）。この状況は、厳しい気候にあるウシ産業にとっては望ましくない。
【００１５】
したがって、当該技術分野では、特に繊維消化率、体成長、乳生産および／または反芻動物生物学に固有の他の特性を改善または向上させる目的で、反芻動物によるＮＰＮ化合物からの窒素利用を改善または増加させ、また、アンモニア毒性または第一胃の細菌もしくは微生物によってＮＰＮ化合物から誘導されるアンモニアの非効率的利用などの、従来の飼料およびこのような従来の飼料を使用する方法の制限を有しない、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）を含む組成物およびＮＰＮ化合物を含む組成物の使用に依拠する方法が求められている。
【００１６】
また、特に繊維消化率、体成長、乳生産、および／または反芻動物の生態に固有の他の特性を改善または向上させる目的で、従来のＮＰＮ飼料よりも多量のＮＰＮ化合物を反芻動物の食餌に含めることができ、アンモニア毒性およびその他の有害作用を引き起こさないか、または従来の飼料で得られる結果よりも優れた結果をもたらす、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）を含む組成物およびＮＰＮ化合物を含む組成物の使用に依拠する方法も求められている。
【００１７】
発明の概要
本発明は、反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス組成物であって、
−  非タンパク質窒素化合物、および
−  非タンパク質窒素化合物の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤
を含み、
前記第一胃バイパス剤が前記非タンパク質窒素化合物を取り囲むコーティングであり、かつ前記コーティングが少なくとも９０％の飽和脂肪を含む、前記第一胃バイパス組成物に関する。
【００１８】
本発明はさらに本発明による第一胃バイパス組成物の製造方法であって、
ａ）非タンパク質窒素化合物を含有する粒子をドラムコーター内に供給する工程、
ｂ）工程ａ）の粒子を、第一胃バイパス剤の融点より１０℃低い温度から第一胃バイパス剤の融点までの範囲の温度に加熱する工程、
ｃ）溶融第一胃バイパス剤をドラムコーターの外側にあるリザーバに供給する工程、
ｄ）工程ｃ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、その融点とその融点より１０℃高い温度との間の温度に加熱する工程、
ｅ）工程ｄ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、回転ドラムコーター内で工程ｂ）の粒子上に適用する工程、
ｆ）粒子床の温度を、第一胃バイパス剤の融点の温度または第一胃バイパス剤の融点よりもわずかに低い温度で維持する工程、および
ｇ）工程ｆ）から得られた組成物を冷却する工程、または工程ｆ）から得られた組成物を放冷する工程
を含む、前記製造方法に関する。
【００１９】
一般的な定義
この説明と例では、いくつかの用語が使われている。このような用語に与えられるべき範囲を含む、明細書および特許請求の範囲の明確かつ一貫した理解をもたらすために、以下の定義が与えられている。本明細書で他に定義されない限り、使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味を有する。すべての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２０】
本明細書で使用される「増加した乳生産」という用語は、生産される乳の量（リットル数）の増加、または生産される乳中の乳固形分（脂肪、タンパク質、糖類、特に脂肪）の量（キログラム数）の増加のいずれかを指す。当業者は、反芻動物による乳生産を測定するための方法に精通している。本発明の文脈において、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物が投与された泌乳反芻動物の乳生産は、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物が投与されていない（例えば、コーティングのないＮＰＮ組成物、または例えば本明細書に記載されたような持続放出型ＮＰＮ組成物が投与された）泌乳反芻動物の乳生産と比較される。乳生産増加の例は、例えば、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物が投与された泌乳反芻動物が、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物が投与されていない泌乳反芻動物よりも多い乳生産を示す場合である。
【００２１】
本明細書で使用される用語「非タンパク質窒素」、「ＮＰＮ」、「非タンパク質窒素化合物」または「ＮＰＮ化合物」は、タンパク質、ペプチド、アミノ酸またはそれらの混合物ではない任意の窒素種を指し、動物の腸管に導入される際に、生体利用可能な窒素を動物の腸内微生物に供給する。動物飼料用ＮＰＮ源の非限定的な例は、消化中に動物にアンモニアまたはアンモニウムイオンを生成する尿素である。ＮＰＮの他の非限定的な供給源としては、例えば、ビウレット、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、メチレン尿素、およびアミノ酸のアンモニウム塩が挙げられる。さらなる供給源としては、例えば、アセトアミド、アンモニア、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩が挙げられる。また、適切なアンモニウム塩としては、例えば、酢酸塩、重炭酸塩、カルバミン酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩および硫酸アンモニウム塩、または他の適切なアンモニウム塩が挙げられる。
【００２２】
本明細書で使用される「反芻類」または「反芻動物」という用語は、消化前に特化した胃室内での発酵によって、主にバクテリアの作用によって、植物ベースの食品から栄養素を得ることができる雄雌両方の哺乳類を指す。このプロセスは通常、発酵した摂取物の吐き戻し（食い戻しとして知られる）を必要とし、そしてそれを再び咀嚼する。さらに植物を分解し、消化を促すために食い戻す過程を「反芻」と呼ぶ。反芻動物と非反芻動物との間の主な違いは、反芻動物には４室の胃があることである。
【００２３】
第一胃では、飼料の発酵の大部分が起こる。第一胃には、いくつかの微生物門があり、飼料の発酵につながる。第二胃でも同様の発酵機能が果たされる。第一胃および第二胃は、「反芻胃」と呼ばれることが多く、反芻胃は実質的に「発酵室」からなり、発酵室は植物の炭水化物を揮発性の脂肪酸（主に酢酸塩、プロピオン酸塩および酪酸塩）、乳酸塩、二酸化炭素、メタンおよび水素に変換する微生物を含む。第一胃−第二胃は、第一区画であり、発酵室として機能し、ここで飼料は微生物によって短鎖脂肪酸に分解され、エネルギー源として動物自身によって利用される。発酵室として、第一胃は飼料のリザーバのように働き、発酵物の１時間あたりの連続的な流出量は、「通過率」とも呼ばれる。本明細書で使用される「通過率」という用語は、第一胃−第二胃の消化物が消化管の区画（例えば、第一胃）を離れる割合として定義され、次の区画（例えば、第四胃）に１時間あたりに流れる区画含有物のパーセンテージ（％／時）として表される。第一胃−第二胃から第四胃への通過率は、第四胃から残りの腸管への通過率よりもはるかに低い。典型的には、第一胃−第二胃と第四胃との間の通過率は、１時間あたり約４％〜６％であり、第四胃と腸管との間の通過率は１時間あたり約５０％である。
【００２４】
第三胃は、第四胃の門の役割を果たし、揮発性の脂肪酸および水を吸収して第四胃に到達する消化物の量を減らす。第四胃は、単胃の直接的同等物と呼ばれることが多く、また酸性および酵素の環境下で飼料物質を消化して分解する能力があるため、「真の胃」と呼ばれることも多い。第四胃で消化された物質（消化物とも呼ばれる）は小腸に移り、そこでさらなる消化と栄養素の吸収が起こる。反芻動物の非限定的な例としては、乳牛、肉牛、羊、山羊、水牛、ムース、エルク、バイソン、キリン、ヤク、シカ、アンテロープ等のウシ科動物が挙げられる。
【００２５】
本明細書で使用される「ウシ科動物」または「ウシ」という用語は、雌牛、雄牛（肉牛）、去勢牛、雄ジカ、未経産牛、子牛、雄牛（oxen）等の様々なウシ科動物を指す。本発明では、ウシ科動物には、飼養および野生のウシ科動物と、雌雄のウシ科動物（特に、泌乳雌牛）との両方が含まれる。ウシ科動物は、ウシ属、例えばボス・タウルス（Bos taurus）、ボス・インディカス（Bos indicus）等の種でもよい。
【００２６】
本明細書で使用される「ヒツジ科動物」または「ヒツジ」という用語は、反芻動物科のウシ科の山羊−アンテロープ亜科の一部である哺乳類のヒツジ属に属する動物を指す。ヒツジ科動物の非限定的な例としては、羊、ムフロン、ウリアル等が挙げられる。本発明では、ヒツジ科動物には、飼養および野生のヒツジ科動物と、雌雄のヒツジ科動物（特に、泌乳雌ヒツジ）との両方が含まれる。
【００２７】
本明細書で使用される「ヤギ科動物」または「ヤギ」という用語は、反芻動物科のウシ科のヤギ亜科の一部である哺乳類のヤギ属に属する動物を指す。ヤギ科動物の非限定的な例としては、山羊、アイベックス、マーコール等が挙げられる。本発明では、ヤギ科動物には、飼養および野生のヤギ科動物と、雌雄のヤギ科動物（特に、泌乳雌ヤギ）との両方が含まれる。
【００２８】
本明細書で使用される「泌乳反芻動物」という用語は、分娩後乳を生産することができる反芻動物を指す。
【００２９】
本明細書で使用される「乳用反芻動物」という用語は、商業目的で乳を使用する反芻動物を指す。
【００３０】
本明細書で使用される「ウシ科」または「ウシ科動物」という用語は、飼養または野生の群れに住む動物群を指す。ウシ科動物の非限定的な例としては、雌牛、雄牛（肉牛）、去勢牛、雄ジカ、未経産牛、雄牛（oxen）、羊、山羊等の飼養化されたまたは野生の放牧された有蹄類が挙げられる。ウシは通常、肉（例えば、牛肉や子牛肉）用の家畜として、牛乳や他の乳製品（例えば、バター、チーズ）用の酪農動物として、および役畜（例えば、カート、プラウ等を引っ張るための雄牛または去勢雄牛）として飼育されている。ウシ由来の他の製品としては、皮革、羊毛、および肥料または燃料のための糞等が挙げられる。
【００３１】
本明細書で使用される「肉牛」という用語は、肉生産のために飼育された牛を指し、これは乳生産に使用される酪農用のウシ科動物とは区別される。成体の肉牛の肉は、牛肉として知られている。若い肉牛の肉は、子牛肉として知られている。肉牛の主な用途は肉生産であるが、他の用途としては皮革および他の製品が挙げられる。
【００３２】
本明細書で使用される「第一胃バイパス非タンパク質窒素（ＮＰＮ）組成物」という用語は、第一胃における加水分解、消化および／または発酵（すなわち、少なくとも５０％、好ましくは８０％およびそれ以上）を実質的に逃れ、第一胃を、実質的にそのままの形（すなわち、少なくとも５０％、好ましくは８０％およびそれ以上、そのまままたは未消化）で、消化器系の第一胃の後の部、例えば、第四胃および下腸（例えば、小腸）にバイパスする非タンパク質窒素（ＮＰＮ）組成物を指す。第一胃バイパス非タンパク質窒素（ＮＰＮ）組成物は、次に、第四胃および下腸（例えば、小腸）などの反芻動物の消化器系の第一胃の後の部によって代謝、放出および／または吸収され得る。
【００３３】
本明細書で使用される「第一胃を実質的にバイパスする」という用語は、第一胃バイパスＮＰＮ組成物の形で投与されたＮＰＮ化合物の、少なくとも５０％、好ましくは５５％、好ましくは６０％、好ましくは６５％、好ましくは７０％、好ましくは７５％、好ましくは８０％、好ましくは８５％、好ましくは９０％、より好ましくは９５％以上が、未消化の形でまたは非加水分解の形で第一胃を離れることを意味する。また、「第一胃を実質的にバイパスする」という用語は、ＮＰＮ組成物が一旦第一胃をバイパスすると、少なくとも５０％、好ましくは５５％、好ましくは６０％、好ましくは６５％、好ましくは７０％、好ましくは７５％、好ましくは８０％、好ましくは８５％、好ましくは９０％、より好ましくは９５％以上のＮＰＮ化合物の第一胃バイパスフラクションを生成することも包含する。また、「第一胃を実質的にバイパスする」という用語は、ＮＰＮ組成物が、１時間あたり５％未満、好ましくは１時間あたり４％未満、好ましくは１時間あたり３％未満、好ましくは１時間あたり２％未満、より好ましくは１時間あたり１％以下のＮＰＮ化合物の第一胃または第二胃における放出速度を有することも包含する。
【００３４】
本明細書で使用される「第一胃バイパスフラクション」という用語は、反芻動物による摂取前に本明細書で教示される組成物に含まれるＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の全量に対する、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の、第一胃をバイパスするフラクションまたは量を指す。
【００３５】
本明細書で使用される「第一胃におけるＮＰＮの放出速度」または「第一胃放出速度」という用語は、反芻動物による摂取前に本明細書で教示される組成物に含まれるＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の全量に対して質量％で表される、１時間あたりに第一胃内で放出される（すなわち、消化される）、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の量を指す。ＮＰＮ組成物を、反芻動物の第一胃をバイパスさせるために、いわゆる「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」を使用してもよい。典型的には、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）のコアを含む組成物は、「バイパス剤」でコーティングされているか、またはマトリックスが形成されるように「バイパス剤」内に埋め込まれている。
【００３６】
「バイパス剤」でコーティングされた、または「バイパス剤」内に埋め込まれたＮＰＮ組成物の「第一胃バイパスフラクション」および「第一胃放出速度」は、当該技術分野で知られているこの目的に適した方法を用いて決定または測定することができる。当業者は、ＮＰＮ組成物の「第一胃バイパスフラクション」および「第一胃放出速度」を測定または決定する方法に精通している。例えば、本明細書では実施例の節で教示されているインサック法（in sacco method）（当業界では「ナイロンまたはポリエステルバッグ」とも呼ばれる）が使用され得る。
【００３７】
本明細書で教示される「持続放出剤」という用語は、第一胃においてＮＰＮ源からのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させる能力を有する薬剤または組成物を指す。典型的には、持続放出剤は、単位時間あたりにＮＰＮ化合物（例えば、尿素）から一定量のアンモニアを放出するように設計されているので、ＮＰＮ源（例えば、尿素）からのアンモニアは第一胃内に一度で完全には放出されない。第一胃においてＮＰＮからのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させるように設計された様々な持続放出剤が長年にわたって開発されている。持続放出剤の非限定的な例としては、米国特許第６２３１８９５号明細書（US6231895）、米国特許出願公開第０３０１５７６４号明細書（US03015764A1）、国際公開第２０１１１６４４５号（WO2011116445）、米国特許第４０３５４７９号明細書（US4035479）等に記載されているものが挙げられる。本発明では、第一胃においてＮＰＮ源からのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させる持続放出剤でコーティングされた組成物を含むＮＰＮ化合物が「持続放出型ＮＰＮ組成物」と考えられる。
【００３８】
本明細書で使用される「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」という用語は、第一胃における経時的な分解、加水分解または消化に十分に抵抗する能力を有する薬剤または組成物を指す。「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」は、第一胃における経時的な分解、加水分解または消化に十分に抵抗することができる。なぜなら、それらの薬剤は、第一胃において優勢な条件（例えば、ｐＨ、温度等）下で実質的に分解せず、かつ／または第一胃に生息する微生物によって分解することができない（例えば、それらの微生物がバイパス剤を実質的に分解するための適切な酵素を産生しない）からである。通常、「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」は、不都合であるかまたは浪費もしくは破壊されると考えられる活性成分（例えば、薬物、抗生物質、ビタミン等）の第一胃における放出を実質的に抑制するために使用される。その代わり、それらのバイパス剤は、消化器系の第一胃の後の部、すなわち、第四胃およびそれに続く腸管の一部（例えば、小腸）において活性成分を確実に放出し、そこで反芻動物のためにその活性を発揮することができる。
【００３９】
本発明の文脈で使用されるように、第一胃バイパス剤は、反芻動物による摂取に適している。このことは、バイパス剤が反芻動物の健康に重大な悪影響を及ぼすべきではないことを意味する。
【００４０】
本発明での使用に適した適切な「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」の選択に関して考慮すべき重要な側面は、第一胃での滞留時間中に第一胃での分解に十分に抵抗するバイパス剤の能力である。ほとんどの反芻動物（例えば、牛、羊等）の場合、平均滞留時間は約２０時間以内である。したがって、好ましくは、本発明の「バイパス剤」または「第一胃バイパス剤」は、約２０時間の実質的にすべての第一胃滞留時間にわたり、第一胃の微生物相の消化酵素による分解に実質的に耐えることができる。好ましくは、ＮＰＮ（例えば、摂取前の元の量の５０％超、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％以上）は、第四胃およびそれに続く消化器系の部分に放出することができる。対照的に、第一胃においてＮＰＮ源からのアンモニアの放出速度を時間とともに遅延または低下させる持続放出剤または組成物、例えば、米国特許第４０３５４７０号明細書（US4035470）などの持続放出剤は、第一胃での滞留時間に第一胃での分解に対してかなり限定された保護を与える（食餌に応じて、滞留時間は１４〜４０時間であり得るが、プリルについては平均約２０時間である）。
【００４１】
本発明では、例えば本明細書で教示されるものなどの、適切なバイパス剤でコーティングされた、好ましくは適切なバイパス剤で完全にコーティングされたＮＰＮ組成物が、「第一胃バイパスＮＰＮ組成物」であると考えられる。
【００４２】
本明細書で使用される「厳しい環境」または「厳しい気候」という用語は、温暖および／または乾燥および／または寒冷および／または風の多い気候ならびにそれらの組合せを指す。厳しい気候の非限定的な例としては、ブラジル、オーストラリア、南アジア、アフリカ等で見られる気候が挙げられる。
【００４３】
本発明では、気候を最もよく表しているのは自然の植生であるという考え方に基づいて気候を分類するために、国際ケッペン分類システムが用いられている。より具体的には、国際ケッペン分類システムは、植生の分布ならびに年平均および月平均の気温および降水量ならびに降水量の季節性を考慮している。当業者は、国際ケッペン分類システムに精通している。
【００４４】
本発明では、厳しい気候に分類され得る気候の非限定的な例としては、いわゆるＡｗ気候（熱帯湿潤および乾燥またはサバンナ気候）およびＡｍ気候（熱帯モンスーン）が挙げられる。Ａｗ気候およびＡｍ気候は、南米、中米、アフリカ、インド、南アジア、およびオーストラリア北部で最もよく見られる。Ａｗ気候には冬に顕著な乾季があり、最も乾燥した月の降水量は６０ｍｍ未満であり、かつ年間降水量の１／２５未満である。Ａｍ気候は、季節に応じて方向を変えるモンスーン風によって起こる。Ａｍ気候はまた雨季と乾季を特徴としており、その年の最も乾燥した月における降雨量は６０ｍｍ未満であるが、年間降水量の１／２５を上回っている。
【００４５】
本明細書で使用される「繊維消化率」という用語は、繊維が反芻動物などの生物によって消化される程度または容易さを指す。食物繊維（植物繊維に由来）が消化される程度または容易さは、食餌の要因（例えば、草などの食物繊維の品質）および体内の要因、例えば微生物集団、分解酵素、第一胃のｐＨ、エネルギーレベル等を含む多くの要因に依存する。反芻動物の食餌は、主に繊維が豊富な植物源に基づいている。植物繊維には、セルロース、ヘミセルロース、およびリグニンの３つの主要成分がある。セルロースおよびヘミセルロースは、反芻動物によってある程度まで消化可能である。リグニンは消化不能であり、したがって反芻動物がエネルギーに使うことはできない。反芻動物は、自身が繊維を分解するのに必要な酵素を産生しない。その代わり、反芻動物は、食物繊維を分解する酵素を産生する微生物に依存している。かなりの繊維の消化が起こる消化管の箇所は、第一胃および大腸の２つしかなく、繊維の大部分は第一胃で消化される。
【００４６】
当業者は、反芻動物の繊維消化率を決定するための方法に精通している。例えば、繊維消化率は、Casaliら, R. Bras. Zootec., 第37巻: 335〜342頁（2008年）に記載されている方法を用いて評価され得る。繊維消化率は、例えば、出発点としての飼料の見かけの難消化性に基づいて決定され得る。この方法では、糞便排泄量は、飼料または食餌の難消化性の基本的なパラメータである。なぜなら、これは、反芻動物の胃腸管通過時に消化されなかった摂取飼料の部分を表すからである。糞便量は、よく知られているマーカーを使って推定することができる。
【００４７】
本明細書で使用される「乾物」（略してＤＭ）という用語は、水分含量のない所与のサンプルを指す。当業者は、所与のサンプルの乾物含量を測定するための方法に精通している。
【００４８】
本明細書で使用される「乾物消化率」（略してＤＭＤ）という用語は、消化された茎葉飼料または飼料の割合を指す。
【００４９】
本明細書で使用される「粗タンパク質」（略してＣＰ）という用語は、真のタンパク質および非タンパク質窒素の両方を含む、飼料の窒素含量の尺度を指す。
【００５０】
本明細書で使用される「中性デタージェント繊維」（略してＮＤＦ）という用語は、ペクチンではない植物の構造成分、具体的には細胞壁（すなわち、リグニン、ヘミセルロースおよびセルロース）の尺度を指す。通常、ＮＤＦの測定は、容易に消化されるペクチンおよび植物細胞の内容物（タンパク質、糖、および脂質）を溶解させて、植物の構造成分、すなわち主に植物の細胞壁成分である繊維状残渣（セルロース、ヘミセルロース、およびリグニン）を残すのに使用される中性デタージェント液の使用を含む。ＮＤＦは、動物飼料分析に使用される繊維の最も一般的な尺度を表すが、これは固有の種類の化学化合物を表すものではない。
【００５１】
本明細書で使用される「酸性デタージェント繊維」（略してＡＤＦ）という用語は、セルロースやリグニンを含む、最も消化しにくい植物成分の尺度を指す。
【００５２】
本明細書で使用される「エーテル抽出物」（略してＥＥ）という用語は、飼料の粗脂肪含量を指す。
【００５３】
本明細書で使用される「アンモニア毒性」（式ＮＨ３を有する）という用語は、血液中のアンモニア濃度が特定のアンモニア閾値を超える状況にあって、すなわち、末梢血が１００ｍＬの血液あたり約１ｍｇのアンモニアを超え、次に反芻動物において毒性症状、例えば、神経症状を引き起こす場合を指す。第一胃の窒素源は、通常、分解可能な粗タンパク質（ＲＤＰ）および非タンパク質窒素（ＮＰＮ）の２つのカテゴリーに分類される。ＲＤＰおよびＮＰＮの両方が加水分解されて、第一胃の細菌によって利用される。ＲＤＰは急速にペプチドやアミノ酸に分解される。ペプチドは次にアミノ酸に変換されるか、または微生物のタンパク質に直接変換され得る。アミノ酸は、微生物によりタンパク質合成に直接使用され得るか、または脱アミノ化によってさらに分解して、アンモニアまたは尿素などの炭素骨格やＮＰＮ化合物を生成し得る（Namkim、2010年）。ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）由来のアンモニアは、第一胃内で微生物により窒素源としても使用され得る。全体的に、第一胃内の窒素は、炭水化物の発酵を促進し、繊維消化率および微生物のタンパク質合成を向上させることが知られている。
【００５４】
通常条件（すなわち、標準的な反芻動物の食餌）下では、食餌に由来する第一胃アンモニアプールは、典型的には非常に少量であり（約５〜２０ｍｇ／ｄＬ  第一胃液であると推定される）、急速に変化し、すなわち、第一胃の細菌によって利用されないアンモニアは、通常、網状第一胃壁に吸収され、最終的に肝臓に到達し、そこで尿素に変換されることになる。第一胃アンモニアの一部も、微生物のタンパク質に取り込まれ得る。第一胃で生成されたアンモニアの一部は、第四胃またはそれに続く消化管の一部（例えば、小腸）に吸収され得るが、最終的には、アンモニアは肝臓に送られて、そこで尿素に変換されることになる。第一胃アンモニアの過剰な後代謝物は、肝臓中で尿素に変換された後、尿中に排出されることになる。第一胃においてアンモニア濃度を維持する場合、肝臓で生成された尿素は、第一胃壁や唾液を介して拡散させることによって第一胃に戻すことができる。
【００５５】
しかしながら、ＮＰＮ化合物の使用は、特に多量（例えば、１日あたりの飼料全乾燥質量の約１％を上回る）に給餌された場合、上記のような通常条件下で優勢な第一胃アンモニア代謝を崩壊させ、アンモニア毒性を引き起こし得る。第一胃内で優勢なｐＨでは、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）は第一胃内で非常に急速に拡散し、そこでアンモニア濃度が急激に高いピークに達する。アンモニア毒性は、典型的には、アンモニアが第一胃内で尿素から放出される（すなわち、急激な高いピークとして放出される）速度が、細菌がアンモニアを利用する能力またはこれをアミノ酸に変換する能力よりも高いために生じる。第一胃内の過剰なアンモニアは、次に血流および肝臓に送られ、一部は尿として排出される。さらに、過剰なアンモニア（例えば、血中濃度が非常に高い場合）は肝臓をバイパスし、血液から（リンパ系を経由して）直接脳に達する。
【００５６】
アンモニア毒性は、典型的には、成長の低下、泌乳の減少、飼料摂取量の減少、筋肉の痙攣、運動失調、過度の唾液分泌、テタニー、鼓脹、呼吸障害等として現れる。
【００５７】
本明細書で使用される「窒素再循環」という用語は、反芻動物が全身の窒素を第一胃に再循環させる能力を指す。窒素再循環は、典型的には、血液を介して、さらに尿素やアンモニアの腸管内交換を介して起こる。窒素は主に第一胃壁を通って消化管に再進入することができ、そこで窒素が再び吸収され得るか、または微生物のタンパク質合成や最終的な同化作用のために再利用され得る。したがって、窒素再循環は、異化窒素の同化窒素への変換を可能にする。これにより窒素が体内により長く残って、食物の窒素源を効率的にまたは最大限に利用する機会が増える。尿素の血中濃度が高い場合、窒素再循環が最大化されるか、または増強される。また、第一胃発酵産物（すなわち、揮発性脂肪酸およびＣＯ２）も血流から第一胃への尿素の流入に寄与する。
【００５８】
本明細書で使用される「第一胃ｐＨ安定性」という用語は、通常、ｐＨ５．５〜ｐＨ６．８の範囲の実質的に一定のｐＨ条件を指し、その際、繊維消化バクテリアはｐＨ６．０〜ｐＨ６．８で最も良く繁殖し、デンプン消化バクテリアはｐＨ５．５〜ｐＨ６．０で最も良く繁殖する。通常、繊維およびデンプン消化の最良のバランスは、第一胃のｐＨが約６．０で生じる。したがって、第一胃は、狭い物理的／化学的限界内でしか最適に機能しない発酵室と見なされ得る。わずかな変化であっても、例えばｐＨがわずかに変化しても、そのほぼすべてが第一胃の複雑な発酵過程において特異的な機能を有する様々な種類の微生物間の精巧な共生バランスが、容易に妨げられることになる。このことが全体的に繊維の消化に悪影響を及ぼし（低下させ）、これが今度は食欲や摂餌量に影響を及ぼす（低下させる）ことになる。第一胃のｐＨや発酵効率に影響を及ぼす要因としては、高茎葉飼料の食餌、高飼料摂取、デンプンが豊富な食餌、ＮＰＮが豊富な食餌等が挙げられる。第一胃中へのＮＰＮ化合物の放出によって、通常、第一胃のｐＨがｐＨ６．７よりも高い値に上がる。このようなｐＨレベルでは、第一胃の発酵が損なわれる。
【００５９】
第一胃のｐＨは、任意の時点で、この目標を達成するのに適した方法で測定または決定することができる。当業者は、第一胃のｐＨの測定または決定に適した方法に精通している。例えば、第一胃のｐＨは、本明細書の実施例の節で教示される通りに測定することができる。
【００６０】
本明細書で使用される「窒素排泄量」という用語は、糞便や尿で見られたまたは測定された窒素を指す。当業者は、公知の方法を用いて窒素排泄量を測定することができる。このような方法の１つは、本明細書の実施例の節に記載されている。
【００６１】
本明細書で使用される「窒素利用率」または「窒素保持率」という用語は、反芻動物の体内に留められている摂取された窒素の割合を指す。本発明において、窒素利用率は、例えば、糞便および尿中の窒素摂取量および窒素排泄量を測定することによって、当該技術分野で公知の適切な方法によって決定され得る。窒素利用率を決定するための方法の非限定的な例は、Hoffmanら（J. Dairy Sci. 2001. 第84巻：843〜847頁）によって記載されている。
【００６２】
本明細書で使用される「体成長」という用語は、体長および／または体重に関する体の成長を指す。体成長は、また、例えば一定期間にわたるサイズのプラスの変化（すなわち、体長および／または体重の増加）を指すと理解される。体成長は、発育もしくは成熟の段階としてまたは成体期に起こり得る。本発明では、体成長は、本明細書で教示される組成物（すなわち、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）および第一胃バイパス剤を含む組成物）による処置の前後に反芻動物の体重を記録することによって決定される。具体的には、体成長は、以下の式に示すように、前記組成物を投与する前に測定した体重から前記組成物を投与した後に測定した体重を差し引くことによって決定される：
体成長＝［本明細書で教示される組成物による処置の開始前の体重］−［本明細書で教示される組成物による処置の終了後の体重］。
【００６３】
例えば、前記組成物による処置に対応する体重の増加は、体成長の増加を示し、体重の減少または無変化は、それぞれ、体成長の減少または無変化を示す。
【００６４】
本明細書で使用される「飼料摂取量」という用語は、一定時間、例えば１日で反芻動物によって自発的に摂取される飼料の量（体積または質量）を指す。本発明では、飼料摂取量は、０時点（例えば、１日の初めの午前８時頃）で供給される飼料の量を、毎日、計量して記録することによって決定され、残された飼料の量は、典型的には、２４時間後（例えば、翌日の午前８時頃）に測定される。飼料摂取量は、１日の初めに反芻動物に供給される飼料の量から１日の終わりに食べられなかった飼料の量を差し引くことによって計算される（すなわち、飼料摂取量＝［１日の初めに供給された飼料の量］−［１日の終わりにそのまま残された（すなわち、食べられなかった）飼料の量］）。
【００６５】
本明細書で使用される「約」という用語は、例えば２つの平均の標準偏差以内の当該技術分野における通常の許容範囲を示す。「約」という用語は、示された値から最大１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、または０．０１％逸脱する値を含むものとして理解され得る。
【００６６】
本明細書で使用される「含んでいる」または「含む」という用語およびそれらの活用形は、前述の用語が非限定的な意味で使用される状況を指し、その語に続く項目が含まれることを指すが、具体的に述べられていない項目は除外されない。これらの用語は「から実質的になる」および「からなる」という、より制限的な動詞も包含する。
【００６７】
不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による要素への言及は、要素が１つおよび１つだけであることを文脈上明確に要求しない限り、複数の要素が存在する可能性を排除するものではない。したがって不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、通常「少なくとも１つ」を意味する。
【００６８】
本明細書で教示される「増加する」、「減少する」または「改善する」という用語は、結果を有意に増加させるか、または有意に減少させるか、または有意に改善する能力を指す。一般的に、パラメータは、対照の対応する値よりも、それぞれ、少なくとも５％、例えば、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％高いまたは低いまたは改善される場合に、増加または低下または改善される。本発明の文脈では、対照は、本明細書に教示されたＮＰＮ組成物を摂取しなかった反芻動物であり得る。あるいはまたはこれに加えて、対照は、第一胃の少なくとも５０％のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤を含まない組成物中のＮＰＮ化合物を摂取した反芻動物であるか、または第一胃の少なくとも５０％のバイパスができない持続放出型ＮＰＮ組成物を摂取した反芻動物であってもよい。本明細書において教示されるパラメータのいずれかが増加または減少または改善されているか否かを比較する場合、試験用の反芻動物および対照は、好ましくは同じ属および／または種である。
【００６９】
発明の詳細な説明
本発明者らは、驚くべきことに、第一胃におけるＮＰＮの放出速度が１時間あたり５％未満であり、かつ少なくとも５０％（好ましくは８０％以上）の第一胃バイパスフラクションを可能にする本明細書で教示されるＮＰＮ組成物を反芻動物に投与することで、以下の様々な有利な効果がもたらされることを見出した：１）飼料摂取量の増加または改善、２）繊維消化率の増加または改善、３）体成長の増加または改善、４）乳生産の増加または改善、５）尿におけるＮ排泄量の減少、６）第一胃ｐＨ安定性の改善、および７）上記のような特性を有していないＮＰＮ組成物（例えば、非保護尿素および／または持続放出型ＮＰＮ組成物）が投与された第一胃に対する、第一胃におけるアンモニア毒性の抑制または低減。
【００７０】
いかなる理論にも縛られることなく、上記の利点は、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物によってもたらされる、第四胃およびそれに続く消化器系の一部におけるアンモニアの放出およびアンモニアの吸収のパターンと、全身の窒素を第一胃に再循環させるという反芻動物に内在する能力とが組み合わさった結果として達成されるものと考えられる。
【００７１】
ＮＰＮの第一胃バイパスフラクションが少なくとも５０％（好ましくは８０％以上）の場合、大部分のＮＰＮが、第一胃ではなく、第四胃およびそれに続く消化器系の一部（例えば、小腸）で放出および吸収される。このことは、反芻動物の栄養分野のパラダイムシフトを意味する。本出願の出願時では、ＮＰＮ由来のアンモニアの大部分（＞７０％）を好ましくは持続的な方法で第一胃に放出させることが、反芻動物へのＮＰＮ化合物の投与に関する支配的な学派の考え方であった。ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）を、その変換に馴化した微生物が利用可能である第一胃に経時的にかなりの量で放出させることが重要であると考えられていた。
【００７２】
対照的に、本発明者らは、ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の放出が、第一胃の代わりに第四胃およびそれに続く消化器系の一部において実質的に（すなわち、少なくとも５０％、好ましくは８０％以上）行われることが反芻動物にとってさらに有利であることを見出した。
【００７３】
第一胃から反芻動物の胃腸管の下部への物質の放出は、第一胃−第二胃と第四胃との間の消化物および液体の通過速度ゆえに、非常に遅い対数パターンに従う。したがって、刻一刻と第一胃内容物のごく一部が第一胃を離れ、第一胃内に送り込まれた第一胃耐性化合物の第一胃後の供給がゆっくりと減少する。
【００７４】
本明細書で教示される第一胃バイパスＮＰＮ組成物の場合、反芻動物の身体によって効率的に取り扱うことができる、反芻動物の血流へのわずかではあるが安定したＮＰＮ供給が得られるという効果がある。ＮＰＮの一部は、窒素再循環によって第一胃に再び入り、そこで窒素が第一胃の細菌によって利用されてタンパク質が産生されることになる。結果として、実質的なアンモニアのＮＰＮピークは、時間が経過しても第一胃中でも血液中でも全く生じず、このようにして窒素利用率が増加（すなわち、第一胃中の微生物は実質的にすべての窒素を利用してタンパク質を産生する）とともに、窒素排泄量が低減される（すなわち、これは窒素利用率および消化率の増加の指標となる）。
【００７５】
反芻動物は、全身の窒素を第一胃に再循環させることができるので、１回の摂食事象の結果、１日中（例えば２４時間）１時間あたり少量の窒素の安定した流れが第一胃に届く。このようにして、第一胃の微生物は、ＮＰＮの過負荷を受けることなく、実質的にすべての窒素をより多くのアミノ酸にリアルタイムで変換することができる（すなわち、窒素の実質的な排泄も窒素の血流へのオーバーフローもなく、実質的にすべてのＮＰＮが時間とともに微生物によって利用されることを意味する）。その結果、ＮＰＮが効率的に利用され、またＮＰＮは全く失われない。全体として、このことにより、例えば、厳しい環境条件下で飼育された、または栄養不良の品質の草に曝されたもしくはこれが給餌された反芻動物において、炭水化物の消化について窒素が制限された食餌を有する第一胃の発酵機能が強化または改善される。次に、第一胃における繊維消化率および摂餌量が上昇し、第一胃のｐＨ安定性が促進され、尿中の窒素排泄量が減少し（すなわち、窒素消化率が増加する）、タンパク質の産生が増加し、このタンパク質を、乳生産、羊毛、体成長、および他のプロセスのために反芻動物に直接利用することができる。
【００７６】
本発明者らは、本明細書に教示された組成物は毒性を示さないため、従来のＮＰＮ組成物が通常与えられる量、すなわち、飼料の全乾燥質量の１％を下回るかまたはそれを超えない量と比較して、より多くのＮＰＮ（すなわち、飼料の全乾燥質量の１％を超える、例えば、飼料の全乾燥質量の１％から１００％まで）が、毒性を引き起こすことなく食餌に含まれ得ることも見出した。反芻動物の食餌にＮＰＮを含める閾値が高まることは、反芻動物の栄養上の経済的優位性を示すと同時に、これによって、真のタンパク質源の使用を減少させて、乳、羊毛および／または肉のより持続的な生産が可能となる。
【００７７】
第一胃バイパス組成物
第一の態様では、本発明は、反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス組成物であって、
−  非タンパク質窒素化合物、および
−  非タンパク質窒素化合物の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤
を含み、
前記第一胃バイパス剤が前記非タンパク質窒素化合物を取り囲むコーティングであり、かつ前記コーティングが少なくとも９０％の飽和脂肪を含む、前記第一胃バイパス組成物に関する。
【００７８】
本明細書で使用される「反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス非タンパク質窒素（ＮＰＮ）組成物」という用語は、毒性がないか、または反芻動物に実質的な害を及ぼさないか、または反芻動物の健康に実質的に影響しない組成物を指す。当業者は、所与のＮＰＮ組成物が反芻動物による摂取に適しているかどうか判断する方法を知っている。
【００７９】
一実施形態では、本明細書に教示されたＮＰＮ組成物は、硫黄および／もしくはホスフェート含有尿素ならびに／または尿素の硫黄もしくはホスフェート誘導体ならびに／または硫黄もしくはホスフェート関連化合物、例えば、硫黄コーティング尿素を含まない。なぜなら、硫黄コーティング尿素は、より緻密なコーティング構造を有し、したがって非常に遅い、すなわち数ヶ月にわたる、例えばワンシーズンにわたる尿素の放出速度を有するからである。
【００８０】
一実施形態では、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物は、少なくとも５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％以上のＮＰＮの第一胃バイパスフラクションを有する。このことは、反芻動物による摂取前に組成物に含まれたＮＰＮの全量と比較して、前記ＮＰＮの全量の少なくとも５０％が、後摂取の約２０時間後に消化されていない形で第一胃をバイパスしたことを意味する。
【００８１】
原則として、ＮＰＮのコアを取り囲むコーティングは、１時間あたり５質量％未満、好ましくは１時間あたり４質量％未満、好ましくは１時間あたり３質量％未満、好ましくは１時間あたり２質量％未満、より好ましくは１時間あたり１質量％未満の第一胃におけるＮＰＮの放出速度を提供することができるコーティングまたは組成物であってよく、かつ／または少なくとも５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％以上のＮＰＮの第一胃バイパスフラクションを有し、好ましくは、このコーティングは、該コーティングでコーティングされたＮＰＮ組成物の第一胃におけるすべての滞留時間、すなわち約２０時間にわたって上記の特性を有するかまたは維持する。
【００８２】
しかしながら、利用可能なすべてのコーティング材料がこの目標を達成することを保証するわけではないことが判明した。さらに、植物油脂などの天然源のコーティングを使用することが有利である。なぜならば、これらの材料によって、動物、特に反芻動物が消化し得るコーティングを製造することができ、また、動物にとっての追加の利益としての栄養価ももたらされるためである。加えて、本明細書で明らかにされた新規なコーティング方法によって、比較的低レベルの脂肪、例えば２０質量％の脂肪コーティングおよび８０質量％の尿素を用いて尿素をバイパス保護することも可能となる。
【００８３】
これに対して、先行技術では、生物学的に活性な物質の保護コーティングに、動物に栄養上の利益をもたらさないポリマー、特に難消化性人工ポリマーを使用することが教示されている。
【００８４】
例えば、米国特許第３６１９２００号明細書（US3619200）には、塩基性アクリル酸または塩基性ビニルモノマーの合成ポリマーまたはコポリマー（例えば、（２−ビニルピリジン）、ポリ（４−ビニルピリジン）、およびポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート）、またはそれらのコポリマー）からなる保護コーティングの適用によって第一胃内での分解に対する耐性が付与された飼料または飼料サプリメントが記載されている。
【００８５】
米国特許第３８８０９９０号明細書（US3880990）には、生理学的に許容される塩基性ポリマーにカプセル化または包埋された医薬物質を含む経口投与可能な反芻動物組成物が開示されている。適切な塩基性ポリマーとしては以下のものが挙げられる：イミダミンポリマー（「第一胃ラッカー」、ベルギー国特許第７０３８２０号明細書（Belgian Pat. No 703820）参照）またはメタクリル酸と塩基性メタクリル酸アミドとのコポリマー（例えば、１−アミノ−３−ジメチル−アミノプロピル−メタクリル酸アミドとメタクリル酸メチルエステルとのコポリマー）、塩基性基を有するポリアクリル酸誘導体（例えば、Ｅｖｏｎｉｋ社製のＥｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）Ｅ、カルボキシル基がジメチルアミノエタノールまたは同様のアミノアルコールで全体的にまたは部分的にエステル化されたポリアクリル酸誘導体）、アミノセルロース誘導体（例えば、ベンジルアミノ−メチルセルロース、ジエチルアミノ−メチルセルロース、１−ピペリジル−エチル−ヒドロキシエチルセルロース、およびベンジルアミノ−エチルヒドロキシエチルセルロース）、セルロースまたはセルロース誘導体のアミノ酸エステル（例えばＮ，Ｎ−ジエチルグリシンメチルセルロース、アセチルセルロース−ｐ−アミノ−ベンゾエート、エチルヒドロキシエチルセルロース−ｐ−アミノベンゾエートおよびセルロースアセテート−ジエチルアミノアセテート）、ポリビニルアミン（例えば、Ｎ−ベンジル−ポリビニルアミン、Ｎ−フェニル−ポリビニルアミンおよびピペリジノ−ポリビニルアミン、ビニルアミンと酢酸ビニルとのコポリマー）、ポリビニルアミノアセタール（例えば、ポリビニル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノアセトアセタール、ポリビニル−Ｎ−ベンジルアミノアセトアセタール、ポリビニルピペリジノアセトアセタール、ビニル−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−アセトアセタールまたはビニル−Ｎ−ドデシルアミノアセトアセタールまたはビニルピペリジノ−アセトアセタールと酢酸ビニルとのコポリマー）、ポリ（ビニルピリジン）誘導体（例えば、ポリ（２−ビニル−ピリジン）、ポリ（４−ビニルピリジン）、ポリ（２−メチル−５−ビニルピリジン）およびポリ（２−ビニル−５−エチルピリジン）、ならびにこれらのビニル化合物同士の、またはこれらのビニル化合物と他のビニル化合物との、またはこれらのビニル化合物とアクリル酸もしくはメタクリル酸コポリマーとのコポリマー）、サッカリド−ｐ−アミノベンゾエート（例えば、スクロース−ｐ−アミノベンゾエート、ラクトース−ｐ−アミノベンゾエート、グルコース−ｐ−アミノベンゾエート、フルクトース−ｐ−アミノベンゾエート、マンニトール−ｐ−アミノベンゾエートおよびソルビトール−ｐ−アミノベンゾエート）、糖のアミノ誘導体、ポリアルコールおよびデンプン製品（例えば、ドデシルアミノ−Ｎ−グルコシド、ドデシルアミノ−Ｎ−キシロシド、ドデシルアミノ−Ｎ−ラクトシド、ベンジルアミノ−スクロース、ベンジル−アミノ−デキストリンおよびベンジルアミノ−マンニトール、塩基性基を有するポリスチレン（例えば、ジメチルアミノエチルポリスチレン、アセチルジメチルアミノメチルポリスチレン、ジエチルアミノメチルポリスチレン、アセチル��エチルアミノメチルポリスチレン、ピペリジルメチルポリスチレン、Ｎ−プロピル−ジエタノールアミン−メチルポリスチレン、アセチルピペリジルメチルポリスチレンおよびアセチルジエタノールアミンメチルポリスチレン）等。
【００８６】
国際公開第２０１２０５４４５７号（WO2012054457）には、２〜３４個の炭素原子を有する１種以上の飽和または不飽和（例えば、シス型またはトランス型で１つ以上の二重結合を有する）直鎖状脂肪族モノカルボン酸、例えば、遊離形態の脂肪族モノカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸の塩、およびエステル化脂肪族モノカルボン酸、例えばモノグリセリド、ジグリセリドまたはトリグリセリド、ならびにリン脂質を含む反芻動物用の粒状飼料サプリメントが記載されている。脂肪族モノカルボン酸は、天然源から得られてもよく、または合成されてもよい。特定の非限定的な例としては、単一の直鎖状の飽和脂肪族モノカルボン酸、例えばステアリン酸（Ｃ１８）が挙げられる。別の非限定的な例としては、２種以上の直鎖状の飽和脂肪族モノカルボン酸の混合物、例えば、ステアリン酸対パルミチン酸の質量部による比が２０：１〜３：１であるステアリン酸とパルミチン酸との混合物が挙げられる。コーティング材料は、１種以上の供給源、例えば上記の供給源に由来する１種以上の脂肪族モノカルボン酸を含み得る。しかしながら、脂肪族モノカルボン酸、カルボン酸塩、またはエステル化脂肪族モノカルボン酸を単純かつ非選択的に使用した場合には、第一胃内でのＮＰＮ化合物の放出を十分に防ぎ得るコーティングが得られないことが分かった。
【００８７】
可能な限り広い融点を有する、換言すれば、可能な限り広い融点範囲を有するコーティング材料を使用することにより、第一胃内でのＮＰＮの放出速度が遅い化合物を含むＮＰＮを生成できることが分かった。特に、可能な限り広い融点範囲を有するコーティング材料を使用することにより、ＮＰＮ含有コアの周囲の保護コーティング層に亀裂、割れ目または他の傷などの欠陥がない、または少なくともこのような欠陥の数がごくわずかである組成物を製造することができる。特定の理論に拘束されることを望まないが、この効果は、広い融点範囲を有するコーティング材料における各成分の融点が異なることに基づいていると考えられる：溶融したコーティング材料の高融点フラクションは、溶融したコーティング材料の低融点フラクションよりも速く凝固する。したがって、溶融したコーティング材料の低融点フラクションは、一定時間にわたり流動性または少なくとも粘性であると考えられる。亀裂、割れ目または破損によりコーティング層に発生する可能性がある損傷は、コーティングプロセスの間にコーティング材料のまだ液体である低融点フラクションによって直ちに充填され閉鎖され得る。この効果を達成するためには、少なくとも９０％の異なる飽和脂肪酸を含有する脂肪または脂肪混合物が特に適していることが分かった。
【００８８】
本発明の組成物の製造に適した広い融点範囲を有する物質は、例えば、部分的にまたは完全に水素化された天然源の脂肪または油であり、これらは異なる飽和度を有する鎖長の異なる飽和、一価不飽和または多価不飽和脂肪酸で構成されており、これらはグリセロールでエステル化されているか、またはリン脂質、スフィンゴ脂質、コレステロール等の様々な添加物を含有する。植物油は、飽和脂肪、一価不飽和脂肪および多価不飽和脂肪の中から、様々な脂肪の混合物を含有する。例えば、パーム油は、約４６％の飽和脂肪、４６％の一価不飽和脂肪および８％の多価不飽和脂肪を含有し、大豆油は約１４％の飽和脂肪、２４％の一価不飽和脂肪および６２％の多価不飽和脂肪を含有する。具体的には、パーム油は、例えば、４９％のステアリン酸、３８％のパルミチン酸、９％のミリスチン酸および他の脂肪酸を含有するか、または約４１〜約４６％のパルミチン酸、約３７〜約４２％のオレイン酸、約８〜約１０％のリノール酸、約４〜約７％のステアリン酸、および約２％以下の他の脂肪酸を含有し、大豆油は、約１７〜約３１％のオレイン酸、約４８〜約５９％のリノール酸、約２〜約１１％のリノレン酸、および他の脂肪酸、例えば約２〜約１１％のパルミチン酸および／または２〜７％のステアリン酸を含有する。しかしながら、天然脂肪または天然植物油はそのままでは第一胃で安定ではないので、実際には第一胃バイパス剤としての使用には適していない。これに対して、第一胃で安定な生成物配合物に利用可能な脂肪または油は、例えば、パーム油、大豆油、菜種油、ヒマワリ油もしくはヒマシ油などの水素化植物油、または牛脂などの水素化動物脂肪である。さらなるコーティング材料は、蜜ロウなどの天然ワックスであってもよい。しかしながら、水素化植物油をコーティングとして使用すると、第一胃の尿素の放出速度が低い組成物が得られることが分かった。この効果は、水素化植物油のエステル化脂肪酸が異なるために融点範囲が広いことに基づいていると考えられる。
【００８９】
本発明の一実施形態では、組成物のコーティングは、したがって実質的に水素化植物油からなる。
【００９０】
水素化パーム油を使用すると、尿素の放出速度が非常に遅い生成物が得られたことがさらに分かった。これらの生成物の表面は、欠陥のない非常に滑らかで均一な外観を有するように見えた。これは、水素化パーム油中の様々な飽和脂肪酸の融点範囲が広いためであると考えられる。水素化パーム油は融点の異なる様々な脂肪酸を含有しており、これによって、コーティングシェルに場合により生じる傷が非常に良好に自己修復され得る。
【００９１】
本発明の好ましい実施形態では、組成物のコーティングは、したがって実質的に水素化パーム油からなる。
【００９２】
このコーティングでコーティングされたＮＰＮ含有組成物は、好ましくは前記コーティングでコーティングされたＮＰＮ組成物の第一胃における実質的にすべての滞留時間、例えば２０時間にわたり、１時間あたり５質量％未満、好ましくは１時間あたり４質量％、好ましくは１時間あたり３質量％、好ましくは１時間あたり２質量％、より好ましくは１時間あたり１質量％以下の第一胃におけるＮＰＮの放出速度を有しかつ／または少なくとも５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％以上のＮＰＮの第一胃バイパスフラクションを有する。
【００９３】
本発明の一実施形態では、組成物は、したがって、１時間あたり５質量％未満の非タンパク質窒素化合物の放出速度を有する。
【００９４】
融点範囲が広い物質のコーティングとしての使用には、この技術には、今日の大半の粒子コーティングプロセスのような吹き付けによる微細噴霧が不要であるという、さらなる利点がある。本発明によるコーティング材料を使用することにより、液状材料を、１つの特定の点で、または複数の特定の点で、粒子の移動床に液体の形で規則的に滴下させることができる。このことは、コーティング材料を、懸濁液として、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、および炭酸水素ナトリウムなどの追加の成分と一緒に使用することができ、ｐＨトリガーを備えたコーティング組成物の提供を可能にするという、さらなる利点を有する。このｐＨトリガーは、ｐＨトリガーのない化合物よりも短い時間でＮＰＮ化合物を第四胃に放出するのに役立つ。
【００９５】
本発明の一実施形態では、コーティングは、ｐＨトリガー、好ましくは炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、および炭酸水素ナトリウムを含む。
【００９６】
飼料摂取量、繊維消化率、乳生産および／または体成長の増加をもたらすために、本発明の組成物は、本発明の全般的な理解に基づくＮＰＮ化合物を含有する。
【００９７】
したがって、一実施形態では、このＮＰＮ化合物は、尿素；アンモニウム塩、例えば、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウムおよびアミノ酸のアンモニウム塩；メチレン尿素、ビウレット、アセトアミド、ブチルアミドジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上の化合物である。
【００９８】
本発明の好ましい実施形態では、非タンパク質窒素化合物は、尿素および／またはアンモニア塩である。
【００９９】
一実施形態では、本明細書で教示される第一胃バイパスＮＰＮ組成物の平均粒径は、約１．０ｍｍ〜約６ｍｍの範囲にあってよく、または約１．２ｍｍ〜約５ｍｍの範囲にあり、または約１．２ｍｍ〜約４ｍｍの範囲にあり、または約１．２ｍｍ〜約３ｍｍの範囲にあり、または約１．２ｍｍ〜約２．８ｍｍの範囲にあり、または約１．４ｍｍ〜約２．６ｍｍの範囲にあり、または約１．６ｍｍ〜約２．４ｍｍの範囲にあり、または約１．８ｍｍ〜約２．２ｍｍの範囲にあり、または約２．０ｍｍの範囲にある。
【０１００】
本明細書で教示される第一胃バイパスＮＰＮ組成物は、少なくとも約２ｍｍの平均粒径を有し、摂取時の反芻動物による吐き戻しまたは嘔吐の可能性を低減することが有利であり得る。
【０１０１】
一実施形態では、本明細書で教示される組成物は、ＮＰＮ化合物対コーティングの比が、約２０：８０質量％〜約９５：５質量％、好ましくは２５：７５質量％〜約８５：１５質量％または３０：７０質量％〜８０：２０質量％の範囲にあることを特徴とする。好ましくは、本明細書で教示される組成物は、８３：１７〜７５：２５のＮＰＮ化合物対コーティングの比を含む。
【０１０２】
原則として、ＮＰＮまたはＮＰＮの周囲への本明細書で教示されるコーティングの適用は、当該技術分野で公知の適切な方法に従って行われ得る。しかしながら、ＮＰＮにコーティングを施す最良の方法はドラムコーティングであることが判明した。上記のコーティング層の欠陥の自己修復、すなわち、亀裂、割れ目または破損によるコーティング層における損傷の充填および閉鎖を実現するためには、粒子の移動床中の粒子上に存在する未だ液体であるフラクションを、各粒子の直接的で穏やかな接触によって、ある粒子から他の粒子へと直接移動させなければならない。粒子の直接接触は、粒子床での粒子の連続的な動きによって実現される。この目的を達成する最善の方法は、粒子がいつでもどこでも移動でき、１つの粒子が可能な限り多くの他の粒子と密接に接触している、回転するドラムコーター内でコーティングを行うことであると判明した。結果として、尿素プリル粒子の表面に局部的に生じ得るコーティング材料の過剰量の液体フラクションは、粒子間の強力な接触およびこの接触によって生じる接着力を通して、ある粒子から表面のコーティングが少ない別の粒子へ移動する。この移動、粒子同士の直接接触、そして粒子の永久的な動きによって、コーティング層の欠陥は閉鎖および封止される。この作用は、図１にも示されている：コーティング層に図示した亀裂を有する粒子（ａ）が、部分的に溶融したコーティング材料をその表面に有する別の粒子（ｂ）と接触し、緩やかに接触する間に溶融材料の一部がある粒子から別の粒子に移ることにより亀裂を封止することができ、そして第一胃バイパスで保護された尿素生成物（ｃ）が得られる。粒子の永続的な回転により、尿素プリル上のコーティングの表面の凹凸がなくなり、液体コーティング材料で前記コーティングの穴が充填されて着実に閉鎖される。この作用は、図２にも示されている：この図は、尿素プリルに図示した穴を有する粒子（ａ）が、部分的に溶融したコーティング材をその表面に有する別の粒子（ｂ）と接触し、緩やかに接触する間に溶融材料の一部がある粒子から別の粒子に移ることにより、穴を封止することができ、そして第一胃バイパスで保護された尿素生成物（ｃ）が得られる。
【０１０３】
これらの条件および結果は、流動床またはドラム混合などの考えられるコーティング技術では実現できないことが分かった。前述の一般的な技術によって得られるのは、表面が不規則であり、そしてより重大なことにＮＰＮ化合物またはＮＰＮ含有コアの周囲に閉鎖されたコーティングを有していない生成物である。しかしながら、流動床またはドラムの混合によって得られた生成物のコーティングに欠陥があると、第一胃内のＮＰＮ化合物の放出速度が増加することになるが、これは避けるべきである。このことは、流動床およびドラムの混合では粒子の強力な接触が得られないという観察に基づくものと考えられる。したがって、これらの方法では、ある粒子から別の粒子への未だ液体であるコーティング材料の前述の移動を行うことができず、したがって、生成物のコーティングにおいて生じる可能性のある欠陥の自己修復を行うこともできない。これに対して、粒子の強力な接触は、粒子の移動床において最大になる。したがって、前述の自己修復効果も、粒子の移動床において最良である。粒子の移動床は、回転ドラムで実現することができ、そこで粒子は非常に穏やかな方法でいつでも動き、互いに転がる。これに対して、流動床では、渦流ガスによる懸濁によって粒子が強く加速され、したがって、粒子上のコーティング層は、流動床のハウジングと衝突する際、または他の粒子と衝突する際に極端な機械的応力に曝される。これにより、コーティング層に新たな割れ目または亀裂が形成され、また微粒子も形成される。ドラムミキサーでは、固体の生成物もドラムミキサーの撹拌機を通して高い機械的応力に曝される。撹拌機は、混合中に、撹拌機またはミキサーのハウジングを粒子と直接接触させるか、あるいは粒子の直接的な接触によって高圧を作り出し、中でも高圧負荷は、粒子のコーティングの損傷をもたらす。結果として、ドラムの混合や流動床によって得られた生成物は、不規則な表面外観を有し、深い圧力痕によって特徴付けられる（比較例６も参照のこと）。
【０１０４】
したがって、本発明の一実施形態では、ＮＰＮ化合物またはＮＰＮ含有コアのコーティングは、ドラムコーター内で行われる。
【０１０５】
ドラムコーティングのさらなる利点は、供給流の連続的な調整によって供給熱量および排出熱量を制御することにより、粒子床の有効温度を可能な限り正確に調整できることである。温度レベルの上昇は、添加された溶融コーティング材料の質量流量を増やすことによって、または制限された方法で冷却ガスの供給温度を上げることによって行うことができる。温度レベルの低下は、添加された溶融コーティング材料の質量流量を減らすことによって、または冷却ガスの温度を下げることによって行うことができる。粒子床の有効温度は、特にコーティング手順の開始時の尿素プリルの予熱温度にも依存する。コーティングプロセスにおいて温度を非常に効率的に制御することで、特に広い融点を有するコーティング材料を使用した場合に、粒子のコーティング表面の自己修復も支援される。ドラムコーティングでの温度を効率的にすることによって、最初に融点の高いコーティング材料成分が特に凝固し、次に、融点の低いコーティング材料成分が段階的に凝固するものと考えられる。高融点フラクションが凝固したばかりの時、コーティング材料の低融点フラクションは未だ液状であり、したがって、低融点フラクションによって本明細書で教示される組成物のコーティング層の割れ目や穴を充填および封止することができる。
【０１０６】
したがって、本発明の第２の態様は、本発明による第一胃バイパス組成物の製造方法であって、
ａ）非タンパク質窒素化合物を含有する粒子をドラムコーター内に供給する工程、
ｂ）工程ａ）の粒子を、第一胃バイパス剤の融点より１０℃低い温度から第一胃バイパス剤の融点までの範囲の温度に加熱する工程、
ｃ）溶融第一胃バイパス剤をドラムコーターの外側にあるリザーバに供給する工程、
ｄ）工程ｃ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、その融点とその融点より１０℃高い温度との間の温度に加熱する工程、
ｅ）工程ｄ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、回転ドラムコーター内で工程ｂ）の粒子上に適用する工程、
ｆ）粒子床の温度を、第一胃バイパス剤の融点の温度または第一胃バイパス剤の融点よりもわずかに低い温度で維持する工程、および
ｇ）工程ｆ）から得られた組成物を冷却する工程、または工程ｆ）から得られた組成物を放冷する工程
を含む、前記製造方法である。
【０１０７】
本明細書で教示される組成物にとって好ましいコーティング材料は、広い溶融範囲を有する物質である。
【０１０８】
したがって、本発明の一実施形態では、第一胃バイパス放出剤が溶融範囲を有する場合、工程ｂ）における第一胃バイパス剤の融点とは、溶融範囲の下限であり、工程ｄ）における第一胃バイパス剤の融点とは、第一胃バイパス剤の溶融範囲の上限であり、かつ工程ｆ）における融点とは、第一胃バイパス剤の溶融範囲にある。
【０１０９】
本発明の一実施形態では、第一胃バイパス剤は、溶融範囲の下限と上限との差が３℃〜１０℃である。
【０１１０】
図３および図４（実施例１の生成物についてのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真）ならびに図１１および図１２（実施例９の生成物についてのＳＥＭ写真）は、少なくとも９０％の水素化脂肪を含有する第一胃バイパス剤の使用により、割れ目、穴等の欠陥のない非常に均一な表面を有する生成物が得られることを示す。
【０１１１】
これに対して、同じコーティング材料を使用した場合であっても、ドラム混合によっても流動床によっても同等の品質の生成物は得られなかった。図５および図６（ドラム混合によって得られる比較例２の生成物のＳＥＭ写真）ならびに図７および図８（流動床によって得られた比較例２の生成物についてのＳＥＭ写真）を参照されたい。
【０１１２】
本発明の一実施形態では、第一胃バイパス剤は、少なくとも９０％の水素化脂肪を含有する。
【０１１３】
本発明の一実施形態では、第一胃バイパス剤は、実質的に水素化植物油からなる。
【０１１４】
本発明の好ましい実施形態では、第一胃バイパス剤は、実質的に水素化パーム油からなる。
【０１１５】
一実施形態では、溶融第一胃バイパス剤の温度は、約５０℃〜約８５℃である。
【０１１６】
好ましい一実施形態では、溶融第一胃バイパス剤の温度は、約５０℃〜約６５℃である。
【０１１７】
一実施形態では、加熱された粒子の温度は、４０℃〜約７５℃である。
【０１１８】
好ましい実施形態では、加熱された粒子の温度は、４２℃〜５５℃または４２℃〜５０℃である。
【０１１９】
一実施形態では、溶融第一胃バイパス剤がドラムコーター内に滴下される。
【０１２０】
本発明では、ＮＰＮのコアが本明細書に教示される１つ以上の適切なコーティングでコーティングされることが好ましいことがある。ＮＰＮコアは、１つのコーティング用途で適用された１つのコーティング材料の層でコーティングされてよく、あるいはこのコアは、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つまたはそれ以上の層などの複数のコーティング材料の層でコーティングされてもよい。コアを取り囲むそれぞれの層は、独立して、本明細書で教示されるのと同じコーティング材料または異なるコーティング材料を含み得る。連続した同じコーティング材料の層を上記のようにコアに適用した場合、最終生成物では個々の層を区別できないことがある。
【０１２１】
本明細書で教示される多層のコーティングを適用してコーティング中の欠陥（例えば、亀裂）を防止または隠すことが有利であり得る。例えば、液体コーティング材料を放冷および凝固させて固体層とする間に、微小のひび、亀裂、および細孔などの欠陥が層内に形成し得る。これらの欠陥は、第一胃環境がコアに達してコアの崩壊を開始するための経路を作り出すおそれがある。追加の層もこのような欠陥を示し得るが、１つの層の欠陥は、その１つの層と上または下で直接接触しているコーティング層の非欠陥領域によって相殺され得る。したがって、多層のコーティング材料をコアに適用し、そこで各層を放冷および凝固させてから次の層を形成することによって、連続的に延びる欠陥の数、または最外層の外表面からコアまでの経路を作り出す欠陥の数は減少することになる。
【０１２２】
さらに、層における欠陥の数およびサイズは、コアのサイズ、コーティング材料、コーティングプロセス、およびコーティングされたコアの作製に利用されるプロセスパラメータに応じて異なり得ると理解される。このように、ＮＰＮの所望の第一胃バイパスフラクションおよび／または第一胃におけるＮＰＮの放出速度を得るために必要な層の数および各層の厚さは、選択される変数に応じて変化し得る。
【０１２３】
ＮＰＮ化合物またはＮＰＮ含有コア（例えば、尿素）は、コアをコーティングするために、好ましくはコアを完全にコーティングするために、本明細書に教示される十分な量のコーティング材料でコーティングされ、かつ少なくとも５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％以上の第一胃バイパスフラクションを得るのに適した粒径および／または１時間あたり５％未満、好ましくは１時間あたり４％未満、好ましくは１時間あたり３％未満、好ましくは１時間あたり２％未満、より好ましくは１時間あたり１％未満の第一胃におけるＮＰＮの放出速度を、好ましくはＮＰＮ組成物の第一胃における実質的にすべての滞留時間、例えば２０時間にわたり有するべきであることが理解される。
【０１２４】
一実施形態では、９０質量％を上回るＮＰＮ化合物を含むコアは、１つ以上の顆粒形態のＮＰＮまたは１つ以上のプリル形態のＮＰＮであり得るか、あるいは１種以上の賦形剤、例えば、結合物質、不活性成分、および顆粒化またはプリル化ＮＰＮのペレットの形成を一緒に補助する流れ制御物質を含むマトリックスをさらに含み得る。前記コアを本明細書に教示される１種以上のコーティングまたは組成物で適切にコーティングすることで、本発明の第一胃バイパス組成物が生成されることが理解される。
【０１２５】
一実施形態では、９０質量％を上回るＮＰＮ化合物を含むコアは、プリル化ＮＰＮ、例えばプリル化尿素（例えば、ＳＡＢＩＣで入手可能）で作製され得る。
【０１２６】
９０質量％を上回るＮＰＮ化合物を含むコア上に適用されるコーティング層の数に応じて、本明細書に教示されるＮＰＮ顆粒またはプリルの粒径は、最終生成物の所定の粒径を得るために変化し得ることが理解される。
【０１２７】
一実施形態では、ＮＰＮ化合物は、尿素、アンモニア、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、メチレン尿素、アミノ酸のアンモニウム塩、ビウレット、アセトアミド、ブチルアミド、クレアチン、クレアチニン、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択され得る。
【０１２８】
適切なアンモニウム塩としては、例えば、酢酸塩、重炭酸塩、カルバミン酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩および硫酸アンモニウム塩または他の適切な塩も挙げられる。好ましい実施形態では、ＮＰＮ化合物は、尿素および／または硫酸アンモニア、より好ましくは尿素であり得る。
【０１２９】
一実施態様では、本明細書で教示される組成物は、尿素、ビウレット、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、メチレン尿素、アミノ酸のアンモニウム塩、アセトアミド、アンモニア、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸、および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上のＮＰＮ化合物を含み得る。適切なアンモニウム塩として、例えば、酢酸塩、重炭酸塩、カルバミン酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩および硫酸アンモニウム塩、または他の適切な塩も挙げられる。本明細書で教示される組成物は、尿素および硫酸アンモニウムを含み得る。
【０１３０】
本明細書に教示される組成物を製造する場合、第一胃バイパス剤に１種以上の追加の成分、すなわち本明細書に教示されるコーティングを加えることが（必須ではないが）有利である。このような成分の代表的な非限定的な例としては、レシチン、ワックス（例えば、カルナウバワックス、蜜ロウ、天然ワックス、合成ワックス、パラフィンワックス等）、脂肪酸エステル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム水和物、リン酸水素カルシウム二水和物、ピロリン酸二水素カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム水和物、リン酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、炭酸水素ナトリウム、および酸化第二鉄、およびそれらの混合物等が挙げられる。１種以上のこのような成分の添加は、第一胃のバイパスをさらに容易にし、かつ／または第四胃および下腸におけるＮＰＮ化合物および／またはその誘導体の放出および／または消化および／または分解を容易にするのに有益であり得る。当業者は、この目的を達成するための適切な成分をどのように選択するかを知っている。
【０１３１】
あるいは本明細書に教示される組成物を製造する場合、他の成分、例えば、結合物質（例えば、セルロース誘導体、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ビニル誘導体、例えば、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドン、アラビアガム、グアヤクガム、ポリアクリル酸ナトリウム等）、充填物質（例えば、デンプン、タンパク質、結晶セルロース等）、不活性成分（例えば、シリカおよびシリケート化合物）、ペレットの形成を助ける流動制御物質（小麦ミドリング、ビートパルプ等）、防腐剤（プロピオン酸またはその塩、ソルビン酸またはその塩、安息香酸またはその塩、デヒドロ酢酸またはその塩、パラヒドロキシ安息香酸エステル、イマザリル、チアベンダゾール、オルトフェニルフェノール、ナトリウムオルトフェニルフェノール、ジフェニル、および他の化合物ならびにそれらの混合物）、抗菌剤、および他の化合物から選択される１種以上の成分を、（必須ではないが）添加して、本明細書で教示される反芻動物飼料または飼料サプリメント組成物を製造することも有利であり得る。当業者は、これらの目的を達成するのに有用であり、かつ本明細書に教示される反芻動物飼料または飼料サプリメント組成物の製造に適合する技術および化合物に精通している。
【０１３２】
また、さらなる飼料成分（例えば、栄養成分、獣医薬または医薬品等）または他の成分を本明細書に教示される組成物に加えることによって本明細書に教示される組成物の栄養価および／または治療価をさらに高めることも（必須ではないが）有利であり得る。
【０１３３】
例えば、穀物製品、植物製品、動物製品、タンパク質（例えば、乾燥血液または肉粉、肉および食肉、肉および骨粉、綿実粉、大豆ミール、菜種ミール、ヒマワリ種子ミール、カノーラミール、ベニバナミール、脱水アルファルファ、コーングルテンミール、大豆蛋白濃縮物、ジャガイモタンパク質、乾燥および滅菌動物および家禽ふん尿、魚粉、魚および家禽タンパク質単離物、カニタンパク質濃縮物、加水分解タンパク質フェザーミール、家禽副産物ミール、液体または粉末の卵、乳清、卵白、カゼイン、魚可溶物、セルクリーム、ビール粕等）、ミネラル塩、ビタミン（例えば、チアミンＨＣｌ、リボフラビン、ピリドキシンＨＣｌ、ナイアシン、イノシトール、塩化コリン、パントテン酸カルシウム、ビオチン、葉酸、アスコルビン酸、ビタミンＢ１２、ｐ−アミノ安息香酸、ビタミンＡ酢酸塩、ビタミンＫ、ビタミンＤ、ビタミンＥ等）、糖類および複合炭水化物（例えば、水溶性および水不溶性単糖類、二糖類、および多糖類）、獣医用化合物（例えば、塩酸プロマジン、酢酸クロロメドニエート（chloromedoniate acetate）、クロロテトラサイクリン、スルファメタジン、モネンシン、ナトリウムモネンシン、ポロキサリン、オキシテトラサイクリン、ＢＯＶＡＴＥＣ等）、酸化防止剤（例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、トコフェロール、没食子酸プロピルおよびエトキシキン）、微量元素成分（例えば、コバルト、銅、マグネシウム、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、クロム、モリブデン、ヨウ素、塩素、ケイ素、バナジウム、セレン、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウム等）、ならびに他の化合物または成分から選択される１種以上の成分が、本明細書に教示される飼料または飼料サプリメント組成物に添加され得る。
【０１３４】
当業者は、反芻動物用飼料および飼料サプリメントの栄養的および／または治療的または薬学的価値を高めるのに適した方法および成分に精通しており、本明細書で教示される組成物の栄養的および／または治療的または薬学的価値をどのように高めるかを知っている。
【０１３５】
本発明の方法
さらなる態様では、本発明は、特に反芻動物における繊維の消化率を増加させるために、および／または反芻動物における体成長を増加させるためにおよび／または反芻動物における摂餌量を増加させるために、および／または泌乳反芻動物における乳生産を増加させるために、および／または反芻動物における窒素（Ｎ）排泄量を減少させるために、および／または反芻動物における第一胃のｐＨ安定性を高めるために、および／または反芻動物におけるアンモニア毒性を低下させるために、反芻動物によるＮＰＮ化合物からの窒素利用を改善する方法であって、前記方法は、
−  前記反芻動物に、ＮＰＮ化合物および第一胃バイパス剤を含む第一胃バイパスＮＰＮ組成物を投与する工程
を含み、前記第一胃バイパス剤は、少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％以上の第一胃のバイパスを可能にする、前記方法に関する。
【０１３６】
さらなる態様では、本発明は、反芻動物を飼育するための方法であって、前記方法は、植物タンパク質の一部をＮＰＮ化合物と第一胃バイパス剤とを含む組成物で置き換える工程を含み、前記第一胃バイパス剤は、少なくとも５０％の第一胃のバイパスを可能にする、前記方法に関する。
【０１３７】
一実施形態では、１日あたり１０％〜１００％の植物タンパク質が、本明細書に教示されるＮＰＮ組成物によって置き換えられ得る。例えば、タンパク質源（例えば、大豆ミール等）は一般的に高価であるため、ＮＰＮ化合物と第一胃バイパス剤とを含むＮＰＮ組成物を反芻動物に投与することによって、大豆ミールなどのタンパク質源を置き換えることが有利であることもあり、この第一胃バイパス剤は、第一胃の少なくとも５０％のバイパスを可能にする。例えば、放牧用反芻動物の場合には、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物が唯一の補助窒素源であり得る。これは、例えば、草の栄養品質が低いこともある本明細書で教示される厳しい環境条件で管理される反芻動物の場合であり得る。
【０１３８】
ＮＰＮ化合物が１日あたり飼料の全乾燥質量の１％未満または１％を超えない量で反芻動物に投与されることが以前から推奨されていたが、ここで、本明細書で教示される第一胃バイパスＮＰＮ組成物が１日あたり飼料の全乾燥質量の１％を上回る量で、例えば１％〜１０％、１％〜８％、１％〜５％、または１％〜３％の量で投与され得ることが分かった。
【０１３９】
さらなる態様では、本発明は、反芻動物におけるアンモニア毒性を抑制または低減するための方法であって、前記方法は、
−  前記反芻動物に、ＮＰＮ化合物および第一胃バイパス剤を含む組成物を投与する工程
を含み、前記第一胃バイパス剤は、少なくとも５０％の第一胃のバイパスを可能にする、前記方法に関する。
【０１４０】
一実施形態では、ＮＰＮ化合物は、尿素、ビウレット、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、メチレン尿素、アミノ酸のアンモニウム塩、アセトアミド、アンモニア、ブチルアミド、クレアチン、クレアチニン、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択され得る。適切なアンモニウム塩としては、例えば、酢酸塩、重炭酸塩、カルバミン酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩および硫酸アンモニウム塩、または他の適切な塩も挙げられる。好ましい実施形態では、ＮＰＮ化合物は、尿素および／または硫酸アンモニア、より好ましくは尿素であってもよい。
【０１４１】
一実施態様では、本明細書で教示される組成物は、尿素、ビウレット、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウム、メチレン尿素、アミノ酸のアンモニウム塩、アセトアミド、アンモニア、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上のＮＰＮ化合物を含み得る。適切なアンモニウム塩としては、例えば、酢酸塩、重炭酸塩、カルバミン酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩および硫酸アンモニウム塩、または他の適切な塩も挙げられる。本明細書で教示される組成物は、尿素および硫酸アンモニウムを含み得る。
【０１４２】
一実施形態では、第一胃の少なくとも５０％のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤をＮＰＮ組成物で使用することができる。少なくとも５０％の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤は市販されており、また第一胃をバイパスするためにそれらを製造して使用する方法はよく知られている。当業者は、第一胃の少なくとも５０％のバイパスを可能にし、かつ反芻動物の第四胃および下腸にＮＰＮ化合物尿素またはアンモニアを送達するのに適した効果的な第一胃バイパス剤をどのように製造するかを知っている。
【０１４３】
第一胃の少なくとも５０％のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤の非限定的な代表例としては、脂肪酸（例えば、飽和または不飽和脂肪酸、実質的に飽和脂肪酸、短鎖脂肪酸、中鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸、非常に長鎖の脂肪酸またはそれらの混合物）を含む組成物、部分的にまたは完全に水素化された（または硬化された）動物油（牛脂、黄色油脂、羊脂、豚脂肪等またはそれらの混合物）を含む組成物、および部分的にまたは完全に水素化された（または硬化された）植物油（例えば、パーム油、大豆油、菜種油、綿実油、ヒマシ油等またはそれらの混合物）を含む組成物、ならびに脂肪酸、部分的にまたは完全に水素化された（または硬化された）動物油、および部分的にまたは完全に水素化された（または硬化された）植物油、および他の化合物から選択される２種以上の成分の混合物を含む組成物が挙げられる。
【０１４４】
一実施形態では、ＮＰＮ化合物は、上記の第一胃バイパス剤でコーティングされたコアであってもよい。上記のＮＰＮ組成物は、第一胃バイパスＮＰＮ組成物とも呼ばれ得る。上記の組成物は、反芻動物自体に投与されてよく、またはミネラル、ビタミン、抗生物質等の他の成分と混合して投与されてもよい。例えば、本明細書で教示される組成物は、飼料組成物または飼料サプリメント組成物に組み込まれ得る。
【０１４５】
上記で教示される方法に関する一実施形態では、少なくとも５０％、例えば、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％以上の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤とＮＰＮ化合物とを含む組成物は、
−  ９０質量％を上回る非タンパク質窒素（ＮＰＮ）化合物を含むコアと、
−  前記コアを取り囲み、かつ水素化植物油を含むかまたはそれからなるコーティングと
を含み、かつ１時間あたり５質量％未満の第一胃におけるＮＰＮの放出速度を有する、本明細書に記載されたものなどの第一胃バイパス組成物、すなわち、反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス組成物であり得る。一実施形態では、水素化植物油は、水素化パーム油、大豆油、綿実油、菜種油、カノーラ油、ピーナッツ油、コーン油、オリーブ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ヤシ油、亜麻仁油、桐油、およびヒマシ油の群から選択され得る。
【０１４６】
好ましい実施形態では、水素化植物油は、既に述べたように水素化パーム油である。
【０１４７】
本明細書で教示される組成物は、本明細書に教示される方法に従って、反芻動物自体に投与されてよく、またはミネラル、ビタミン、抗生物質等の他の成分と混合して投与されてもよい。例えば、本明細書で教示される組成物は、飼料組成物または飼料サプリメント組成物に組み込まれ得る。
【０１４８】
一実施形態では、本明細書で教示される組成物は、反芻動物に供給するのに適した公知の従来の方法によって投与され得る。例えば、本明細書で教示される組成物は、前記反芻動物に組成物を摂取させることによって、前記反芻動物に投与され得る。
【０１４９】
好ましい実施形態では、本明細書に教示される組成物は、反芻動物に経口投与される。
【０１５０】
一実施形態では、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物は、動物の体重の約０．０００１％〜約１％の量で反芻動物に投与され得る。例えば、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物は、動物の体重の約０．００１％〜約０．５％、約０．０１％〜約０．１％、好ましくは動物の体重の約０．０２％〜約０．０９％、好ましくは動物の体重の約０．０３％〜約０．０８％、好ましくは動物の体重の約０．０４％〜約０．０７％、好ましくは動物の体重の約０．０４５％〜約０．０６％、より好ましくは動物の体重の約０．０４８％〜約０．０５５％の量で反芻動物に投与され得る。好ましい実施形態では、本明細書で教示される組成物は、動物の体重の約０．０５％の量で反芻動物に投与され得る。
【０１５１】
本発明の一実施形態では、本明細書に教示される組成物は、約０．３グラム／日〜約３ｋｇ／日、例えば約１グラム／日〜約１ｋｇ／日、例えば、約３グラム／日〜約８００グラム／日、例えば約１０グラム／日〜約５００グラム／日、例えば約２０グラム／日〜約４００グラム／日、または約３０グラム／日〜約３００グラム／日の範囲の量で反芻動物に投与され得る。
【０１５２】
好ましい実施形態では、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物は、約３０グラム／日〜約３００グラム／日の範囲の量で投与され得る。
【０１５３】
別の実施形態では、本明細書で教示される組成物は、反芻動物に随意に、すなわち自由に投与または給餌されてよく、このことは、動物が本明細書で教示される組成物を１日あたりに食べことができる量を制限することなく、動物が好きなだけ食べることができることを意味する。本明細書で教示される組成物が完全な飼料または濃縮物、例えば化合物飼料または全混合食料と混合される場合、本明細書に教示される組成物を反芻動物に自由に投与することが有利であり得る。
【０１５４】
一実施形態では、本明細書に教示される組成物は、３日に１回、好ましくは２日に１回、より好ましくは１日に１回反芻動物に投与され得る。
【０１５５】
一実施形態では、本明細書に教示される組成物は、毎週１回、６日に１回、５日に１回、４日に１回、３日に１回、２日に１回、または毎日１回投与され得る。特定の実施形態では、本明細書に教示される組成物を１日１回投与することが好ましいことがある。
【０１５６】
一実施形態では、本明細書に教示される組成物は、全シーズン、例えば乾季にわたり３日に１回、２日に１回、または毎日１回投与され得る。特定の実施形態では、本明細書に教示される組成物を全シーズン、例えば乾季にわたり１日１回投与することが好ましいことがある。
【０１５７】
一実施形態において、本明細書に教示される組成物は、１日１回より多く、例えば１日５回、１日４回、１日３回または１日２回投与され得る。本明細書に教示される組成物が真のタンパク質の食料を置き換えることが意図されている場合、本明細書に教示される組成物を１日に２回以上投与することが好ましいことがある。
【０１５８】
本発明者らは、本明細書中に教示される組成物および方法が、あらゆる気候下で管理される反芻動物、特に、厳しい気候（例えば、熱帯気候のような熱帯および／または乾燥気候）下で管理される反芻動物に有利であることを見出した。例えば、熱帯国にある農場は、反芻動物（例えば、肉牛）が保管されている地域から（はるか遠くに）離れていることが多い。このような状況では、酪農業者または管理人が毎日反芻動物に接触することが難しくなる（すなわち、反芻動物に毎日サプリメント飼料を供給することができない）。本明細書に教示される方法は、反芻動物またはウシ科動物における繊維消化率および／または体成長および／または摂餌量をさらに増加または促進しながら、摂食事象を間欠的にすること、例えば、摂食事象が２日または３日に１回起こり得ることによってこの問題に対する解決策を提供する。
【０１５９】
一実施形態では、本明細書に教示される組成物は、本明細書に教示される方法に従って、他の従来の反芻動物用飼料および／または飼料サプリメント（例えば、コーンサイレージ、アルファルファサイレージ、混合乾草、穀物等）と同時に反芻動物に投与されることも別々に投与されることもでき、すなわち、サプリメントが牧草地で与えられるか、または化合物飼料が搾乳中に与えられる。好ましい実施形態では、本明細書で教示される組成物は、他の従来の反芻動物用飼料および／または飼料サプリメントとは別々に反芻動物に投与され得る。
【０１６０】
一実施形態では、本明細書で教示される組成物は、反芻動物またはウシ科動物に適した草または他の種類の植物のある牧草地または他の草地などの放牧に適した環境で、長期間、すなわち少なくとも１週間、２週間、３週間、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月または５ヶ月以上の長い時間にわたり、１日の残り時間の間に、屋外で管理される反芻動物に投与され得る。
【０１６１】
一実施形態では、本明細書で教示される組成物は、長期間、すなわち少なくとも１週間、２週間、３週間、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月または５ヶ月以上の長い時間にわたり、農業用建物（例えば、納屋）または飼育場の囲いで管理された反芻動物に投与され得る。
【０１６２】
一実施形態では、反芻動物は自由に放牧または給餌させることができる。
【０１６３】
一実施形態では、反芻動物は、ウシ、ヒツジおよびヤギからなる群から選択される反芻動物であってもよい。
【０１６４】
ウシ、ヒツジおよびヤギは、飼養または野生動物であってよく、雄または雌（特に泌乳中の雌）であってもよい。
【０１６５】
好ましい実施形態では、ウシおよび／またはヒツジおよび／またはヤギは飼養動物である。
【０１６６】
一実施形態では、ウシは、雌牛、雄牛、去勢牛、雄ジカ、未経産牛、雄牛（oxen）、子牛等からなる群から選択され得る。好ましい実施形態では、ウシは、雄牛、去勢牛または未経産牛（肉牛）である。別の好ましい実施形態では、反芻動物は、ウシ、好ましくは肉牛および／または泌乳牛である。
【０１６７】
別の好ましい実施形態では、ウシは、雌牛、好ましくは泌乳雌牛である。
【０１６８】
一実施形態では、ヒツジは、羊、ムフロン、ウリアル等からなる群から選択され得る。好ましい実施形態では、ヒツジは羊または子羊である。別の好ましい実施形態では、ヒツジは雌ヒツジ、好ましくは泌乳雌ヒツジである。
【０１６９】
一実施形態では、ヤギは、山羊、アイベックス、マークホル等からなる群から選択され得る。好ましい実施形態では、ヤギは、山羊である。別の好ましい実施形態では、ヤギは、ドウまたはナニー（nannie）、好ましくは泌乳ドウまたは泌乳ナニーである。
【０１７０】
一実施形態では、反芻動物は、例えばボス・タウルス（Bos taurus）、ボス・インディカス（Bos indicus）等の属であり得る。反芻動物は、ウシ科またはウシ科動物であり得る。一実施形態では、ウシ科は、ウシ科の雌牛、ウシ科の肉牛（または雄牛）、ウシ科の去勢牛、ウシ科の雄ジカ、ウシ科の未経産牛、ウシ科の雄牛、ウシ科の羊、ウシ科の山羊等からなる群から選択されるウシ科であり得る。好ましい実施形態では、ウシ科は、ウシ科の肉牛であり得る。別の好ましい実施形態では、ウシ科は、ウシ科の雌牛、好ましくはウシ科の泌乳雌牛であり得る。
【０１７１】
一実施形態では、本明細書で教示される組成物および方法は、例えば、反芻動物における繊維の消化率を高める目的で、反芻動物におけるＮＰＮ化合物からの窒素利用を改善するのに、および／または反芻動物における体成長を増加させるのに、および／または反芻動物における摂餌量を増加させるのに、および／または泌乳反芻動物における乳生産を増加させるのに、および／または反芻動物における窒素排泄量を減少させるのに、および／または反芻動物における第一胃のｐＨ安定性を高めるのに、および／または一般的な反芻動物もしくは厳しい気候、例えば、Ａｍ気候（熱帯モンスーン気候）またはＡｗ気候（熱帯湿潤および乾燥またはサバンナ気候）下で管理される反芻動物の第一胃におけるアンモニア毒性を抑制および／または低下させるのに特に適切であり得る。
【０１７２】
一実施形態では、本明細書で教示されるＮＰＮ組成物および方法は、例えば、反芻動物における繊維の消化率を高める目的で、反芻動物におけるＮＰＮ化合物からの窒素利用を改善するのに、および／または反芻動物における体成長を増加させるのに、および／または反芻動物における摂餌量を増加させるのに、および／または泌乳反芻動物における乳生産を増加させるのに、および／または反芻動物における窒素排泄量を減少させるのに、および／または反芻動物における第一胃のｐＨ安定性を高めるのに、および／または遠隔地で管理される反芻動物の第一胃におけるアンモニア毒性を抑制および／または低下させるのに特に適切であり得る。本発明では、本明細書で使用される「遠隔地」という用語は、農場または管理者（例えば、酪農業者）から３ｋｍ、４ｋｍ、５ｋｍ、６ｋｍ、７ｋｍ、８ｋｍ、９ｋｍ、１０ｋｍ以上離れた場所にある草地または牧草地で反芻動物が放牧されている状況を指す。農場により近い場所、例えば３ｋｍ未満、２ｋｍ未満、１ｋｍ未満または０．５ｋｍ未満離れた場所、または管理者（例えば、酪農業者）で管理されている反芻動物と比較して、遠隔地で管理される反芻動物は不利である。なぜなら、遠隔距離のために、酪農業者または他の管理者が前記反芻動物に飼料および／または飼料サプリメントを供給する能力が妨げられるからである。このことは、反芻動物が厳しい気候（例えば、ＡｗまたはＡｍ気候）の下で管理されていることに加えて遠隔地で管理される際に、特に問題になり得る。
【０１７３】
一実施形態では、教示される方法およびＮＰＮ組成物は、温度および／または湿度条件が時間とともに変化する環境、例えば乾季および雨季によって特徴付けられる気候（例えば、Ａｗ気候）で飼育された反芻動物に適している。
【０１７４】
一実施形態では、教示される方法は、冬に発生し、最も乾燥した月の降水量が６０ｍｍ未満であり、かつ年間降水量の１／２５未満である、顕著な乾季を特徴とする環境で飼育された反芻動物に適している。
【０１７５】
本発明を以下の実施例によってさらに説明するが、これらに制限されるものではない。上記の議論およびこれらの実施例から、当業者は、本発明の本質的な特徴を把握することができ、そしてこれを様々な使用および条件に適合させるために、それらの教示および範囲から逸脱することなく、本発明の様々な変更および改変を行うことができる。このように、本明細書に示され記載されたものに加えて、本発明の様々な改変が、上記の説明から当業者には明らかであろう。このような改変も、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。本明細書で言及したすべての参考文献は、参照により導入される。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】図１は、ドラムコーティングによる亀裂の封止を示す。
【図２】図２は、ドラムコーティングによる表面の封止を示す。
【図３】図３は、実施例１の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。すべてのＳＥＭ写真は、２０ｋＶの加速電圧でＪＳＭ−７６００Ｆ型のＪｅｏｌ走査型電子顕微鏡を用いて撮影された。
【図４】図４は、実施例１の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図５】図５は、比較例２の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図６】図６は、比較例２の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図７】図７は、比較例３の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図８】図８は、比較例３の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図９】図９は、比較例４の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図１０】図１０は、実施例７の生成物のＳＥＭ写真（１００倍の倍率）を示す。
【図１１】図１１は、実施例９の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図１２】図１２は、実施例９の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図１３】図１３は、比較例１１の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図１４】図１４は、比較例１１の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図１５】図１５は、比較例１２の生成物のＳＥＭ写真（３０倍の倍率）を示す。
【図１６】図１６は、比較例１２の生成物のＳＥＭ写真（３００倍の倍率）を示す。
【図１７】図１７は、尿素、ＳＲＵ（持続放出型尿素）ＢＰＵ（バイパス尿素）の第一胃尿素の経時的な消失を示す。
【図１８】図１８は、注入時間に対する第一胃アンモニア濃度（ｍｇ／ｄＬ）を示す。ＳＲＵ＝徐放性尿素；ＢＰＵ＝バイパス尿素。
【０１７７】
実施例
実施例１：尿素組成物の第一胃後の供給が繊維消化率に及ぼす効果。
【０１７８】
材料および方法
この実験の目的は、第四胃に対して第一胃への尿素の注入が反芻動物の繊維消化率に及ぼす効果を評価することであった。この実験は、それぞれ１４日間続く、別個の実験期間（すなわち、第１表に列挙された処置計画ごとに１つの実験期間）に加えて、基礎食（この場合、冬の熱帯の食餌を模倣している（冬の熱帯気候はＡｗ気候である））に対する４週間の馴化期間を含んでいた。
【０１７９】
動物の説明および数
実験には４頭の非泌乳、非妊娠ホルスタイン未経産牛を用いた。ホルスタイン未経産牛は平均２０±０．５ヶ月齢および平均体重５６１±４２ｋｇであった。それぞれの未経産牛の第一胃にカニューレを挿入した。第一胃のカニューレを介して第四胃にチューブを挿入して第一胃をバイパスした。
【０１８０】
処置
この実験は、異なる処置計画を受けた２つの処置群から構成されていた。具体的には、各処置群は、送達部位（すなわち、第一胃または第四胃のいずれか）および投与計画（すなわち、２４時間超または１日１回のいずれか）に関して異なっていた（以下の第１表を参照）。
【０１８１】
いずれの処置群も、１日あたり等量（１２７ｇ）の尿素を（非タンパク質窒素源として）摂取した。前記尿素の量を、１頭の未経産牛ごとに１日あたり約３７０グラムの粗タンパク質（ＣＰ）を生産できるように計算した。さらに、毎日の平均増加量（ＡＤＧ）０．２キログラムで成長する未経産牛の場合、この尿素補給量（すなわち、１日あたり１２７グラム）により、それぞれ、６５％および４５％の第一胃分解性タンパク質（ＲＤＰ）ならびにＣＰの計算上の必要量が得られた。
【０１８２】
【表１】
2019504076.tif 000002
【０１８３】
基礎食への馴化
熱帯（冬）気候の食餌（すなわち、Ａｗ気候の食餌）をシミュレートするために、（第１表に記載されるように）尿素による処置を開始する前に３週間の馴化期間を実施した。具体的には、未経産牛に、粗タンパク質６．０％；中性デタージェント繊維（ＮＤＦ）７０％および酸性デタージェント繊維（ＡＤＦ）４２％を含んだ低品質の乾草からなる食餌を給餌した。乾草の品質が低いと、乾草の繊維消化率が低くなった。未経産牛が、さらに９日間の毎日２．０ｋｇの化合物飼料の馴化に加えて、この低品質の乾草を摂取すると、馴化期間が（約４週間まで）長くなった。馴化期間の後、未経産牛に、第１表に記載される処置計画（すなわち、処置１から始めて、続けて処置２を行う）を施した（処置計画ごとに２週間）。
【０１８４】
動物の管理
未経産牛を、個々の水および飼料トラフ、ゴム製のマットレス、ならびに木くずの寝床を備えたつなぎ飼い式牛舎に収容した。タイストールをきれいにし、木くずを毎日交換した。未経産牛に低品質の乾草を１日２回（８時３０分と１６時３０分）給餌した。未経産牛に、両方の摂食事象の間、自由に食べさせた。
【０１８５】
１キログラムの量の化合物飼料（「化合物飼料の試行」と呼ぶ）を食事としてカニューレを通して午前（８時３０分）に与えた（第２表を参照）。乾草と化合物飼料との組成物（「化合物飼料の馴化」および「化合物飼料の試行」）についての詳細を下記の第３表に示す。動物は、１日を通して水を自由に得た。
【０１８６】
【表２】
2019504076.tif 000003
【０１８７】
【表３】
2019504076.tif 000004
略語：１Ｃａ、１５９ｇ；Ｐ、６．４７ｇ；Ｎａ、０．２７ｇ；Ｍｇ、２．７１ｇ；Ｋ、７．１４ｇ；Ｓ、０．９ｇ；Ｃｌ、０．７０ｇ；Ｃｕ、０．６５ｍｇ；Ｚｎ、７．９９ｍｇ；Ｆｅ、１２．５ｍｇ；Ｓｅ、８７．０ｍｇ；ビタミンＥ、４３４７８Ｉ．Ｅ．／２Ｃａ、３３１．３６９ｇ；Ｍｇ、２．５１６ｇ；ビタミンＥ、１０００００Ｉ．Ｅ．／３Ｃａ、３７６ｇ；Ｎａ、０．０７ｇ；Ｍｇ、３．００ｇ；Ｓ、２．５４ｇ；Ｃｕ、５．００ｇ；Ｍｎ、５．００ｇ；Ｚｎ、１０．０ｇ；Ｓｅ、１３３ｍｇ；Ｃｏ、９５．０ｍｇ；ビタミンＡ、２５０００００Ｉ．Ｅ．；ビタミンＤ、５０００００Ｉ．Ｅ．ＤＭ＝乾物、ＯＭ＝有機物、ＣＰ＝粗タンパク質、ＥＥ＝エーテル抽出物、ＮＤＦ＝中性デタージェント繊維、ＡＤＦ＝酸性デタージェント繊維、およびｎ．ａ．＝無効。「ＣＦ馴化」とは、食餌馴化期間中に使用されるＣＦを指し、「ＣＦ試行」とは、第１表に列記された２つの実験計画の間に使用されるＣＦを指す。列「乾草」の下にある記号「−」は、行が意図的に空白にされていることを示す。なぜなら、乾燥した草は乾草の唯一の成分であるからである。
【０１８８】
二重注入
すべての未経産牛の第一胃および第四胃に同時に注入した。この実験計画により、各未経産牛にすべての処置を（連続的に）施し、処置ごとに４反復することができた。第１表に記載されている２つの実験期間は、それぞれ１４日間続いた。個々の処置計画について、１４日間は、８日間の馴化、４日間のサンプリング、および残り２日間の注入なしから構成されていた。
【０１８９】
処置溶液を第一胃に注入するたびに、プラセボ溶液（例えば、食塩水）を第四胃に注入し、処置溶液を第四胃に注入するたびに、プラセボ溶液（例えば、水）を第一胃に注入した。この場合、容量の小さい第四胃のために浸透圧に関連する問題を避けるために、第四胃中の食塩水（水とは対照的）を注入する必要があった。このような状況では、血液と同様の浸透圧を有する溶液を使用する必要がある。生理食塩水がこの要件を満たす。第四胃の状況とは逆に、第一胃に食塩水を注入する必要はない。なぜなら、第一胃の容量の方がはるかに大きく、浸透圧の問題を引き起こさないからである。したがって、第一胃には水の注入が適している。
【０１９０】
各未経産牛にカニューラ栓を介して２本の注入ラインを装備した。具体的には、第１のラインは溶液を第一胃に直接送り；第２のラインは第一胃を第三胃に通し、ゴム製のフランジをアンカーとして使用し、ポンピングされた溶液を第四胃に送達する（Gressleyら（２００６））。
【０１９１】
８本の注入ライン（未経産牛１頭あたり２本）を、１０個のカセットのポンプヘッド（Watson-Marlow 505CA8）を装えた単一蠕動ポンプ（Watson-Marlow 520S）に接続した。注入液を容量２０Ｌの瓶で保存し、これを朝の給餌後２日ごとに交換した。
【０１９２】
注入剤濃度および注入速度を１日３回（９時００分、１６時００分および２１時００分）チェックした。必要に応じて、異なる内径のマニホールドチューブを交換し、連続的に注入して２４時間以内に１０Ｌ（またはその最初の２日間は５Ｌ）に達するように、溶液の速度または濃度を調整した。各実験期間の馴化の最初の２日間は注入速度を３．５ｍＬ／分（５Ｌ／ｄ）に設定し、残りの日については６．９ｍＬ／分（１０Ｌ／ｄ）に設定した。
【０１９３】
サンプルの収集
複合飼料および乾草
化合物飼料および乾草のサンプルを、各実験期間の９日目から１２日目まで採取した。サンプルを採取した後、一部を使用して６０℃で７２時間乾物含量（ＤＭ）を測定し、残りを−２０℃で期間番号と試用コードが標識された大きなバッグに保管した。期間の終わりに、乾燥したサンプルをプールし、十分に混合して各期間の複合サンプルを得、試行コードと期間を適切に標識した。サンプルを引き続き使用して繊維消化率を決定した。
【０１９４】
食べ残し
乾草の食べ残しを測定し、各実験期間の１０日目から１３日目（サンプリング日）までサンプリングした。サンプルを採取した後、一部を使用して６０℃で７２時間ＤＭを測定し、残りを−２０℃で動物の名前、期間番号および試用コードが標識された大きなバッグに保管した。期間の終わりに、乾燥したサンプルをプールし、十分に混合して各期間の複合サンプルを得て、試行コードと期間を適切に標識した。サンプルを引き続き使用して摂餌量を決定した。
【０１９５】
糞便
糞便サンプルを、以下のスケジュールに従って直腸から採取した。１０日目の８時００分と１４時００分；１１日目の１０時００分と１６時００分；および１２日目の１２時００分と１８時００分。サンプルを凍結し、空気乾燥（６０℃；７２時間）させ、組成物（プールしたサンプル）の糞便サンプルを、各実験期間中、各動物について乾燥質量に基づいて調製した。複合サンプルには、試用コード、期間および動物を標識した。サンプルを引き続き使用して繊維消化率を決定した。
【０１９６】
繊維消化率の評価
繊維消化率を、Casaliら, R. Bras. Zootec., 第37巻：335〜342頁（2008年）に記載された方法を用いて飼料の見かけの難消化率に基づいて決定した。
【０１９７】
結果
結果を以下の第４表に示す。この結果は、第一胃で尿素補給を受けた未経産牛と比較して、第四胃で尿素補給を受けた牛では、見かけの繊維消化率が高かったことを示す。
【０１９８】
【表４】
2019504076.tif 000005
【０１９９】
実施例２：ＮＰＮ化合物組成物の第一胃後の供給が飼料摂取量に及ぼす効果。
【０２００】
この実験の目的は、第四胃に対して第一胃へのアンモニア（同等のＮＰＮ源）の注入が反芻動物の飼料摂取量に及ぼす効果を評価することであった。実験手順は、アンモニアを尿素の代わりに等量のＮで使用したことを除いて、実施例１について上記したものと同じであった。処置は、第５表に示すように、第一胃または第四胃にアンモニアを連続的に注入することから構成されていた。
【０２０１】
【表５】
2019504076.tif 000006
【０２０２】
飼料摂取量の評価
本発明では、飼料摂取量を、供給される飼料（この場合は乾草）の量（通常、午前８：３０頃の１日の初めに供給される）およびトラフ（または給餌ホルダー）に残っている残りの飼料（すなわち、食べられなかった飼料、通常、翌日の初めの午前８：００頃に評価される）の量を、毎日、計量して記録することによって決定した。飼料摂取量を次の式に従って計算した：
飼料摂取量＝［１日の初めに供給された飼料の量］−［２４時間後にそのまま残された（すなわち、食べられなかった）飼料の量］）。
【０２０３】
結果
結果を以下の第６表に示す。結果は、アンモニアが第一胃に注入された非経産牛に対して、アンモニアが補助非タンパク質窒素源として第四胃に注入された非経産牛において、乾草（第６表の「乾草乾物」を参照）ならびに合計栄養素（第６表中の「全乾物」、「有機物」、「中性デタージェント繊維」、「粗タンパク質（飼料）」、および「粗タンパク質（合計）」を参照）の飼料摂取量が増加したことを示す。
【０２０４】
【表６】
2019504076.tif 000007
【０２０５】
実施例３：ＮＰＮ組成物の第一胃後の供給が体成長に及ぼす効果。
【０２０６】
この実験の目的は、第四胃に対して第一胃への尿素の注入が反芻動物の体成長に及ぼす効果を評価することである。実験の手順および動物の処置は、処置の期間が少なくとも２ヶ月、例えば６ヶ月であることを除いて、実施例１について上記したものと同じである。
【０２０７】
体成長の評価
未経産牛を、各実験期間（すなわち、１日目）の初日と実験期間の最終日（すなわち、６ヶ月後など、少なくとも２ヶ月後）に個々に計量する。体重の変化を、以下の式に従って、各処置計画（第１表に記載）に関して各未経産牛について記録する：
体成長＝［尿素またはアンモニアによる処置開始前の体重］−［尿素またはアンモニアによる処置終了後の体重］。
【０２０８】
体重の増加は体成長の増加を示し、体重の減少または無変化は体成長の減少または体成長の無変化を示す。
【０２０９】
結果
結果は、第四胃に尿素またはアンモニアを注入した未経産牛の体重が、第一胃に等量の尿素またはアンモニアを受けている未経産牛と比較して尿素またはアンモニアによる処置の終了時に増加することを示す。
【０２１０】
実施例４：ＮＰＮ組成物の第一胃後の供給が泌乳反芻動物における乳生産に及ぼす効果。
【０２１１】
この実験の目的は、第四胃に対して第一胃への尿素またはアンモニアの注入が反芻動物の乳生産に及ぼす効果を評価することである。実験の手順および動物の処置は、ホルスタイン未経産牛が泌乳未経産牛であったことを除いて、実施例１について上記したものと同じである。
【０２１２】
結果
結果は、第四胃に尿素またはアンモニアを注入した泌乳未経産牛の乳生産が、第一胃に等量の尿素またはアンモニアを受けている泌乳未経産牛と比較して尿素またはアンモニアによる処置の終了時に増加することを示す。
【０２１３】
実施例５：第一胃バイパス尿素配合物の調製
尿素粒子床に溶融油または溶融脂肪を添加するための滴下ランスを装えたドラムコーターを用いて、第一胃バイパス尿素配合物を調製した。ドラムコーターの直径は約３５０ｍｍ、ドラム幅は約１９０ｍｍであった。使用済み床の幅は約１２０ｍｍであり、熱風を粒子床中に流入させる流入領域（流入領域）の幅は約１００ｍｍであった。
【０２１４】
ドラムコーターに粒径１．８〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇを装入した。次に、尿素粒子床の温度が４８℃になるまでドラムコーターの内部を熱風で加熱した。ヒーター付き二重壁容器で、融点５０℃〜５５℃の水素化パーム油を溶融し、６５℃の温度に加熱した。溶融したパーム油を二重壁容器から電熱管を通して滴下ランスに送り込んだ。溶融したパーム油を滴下ランスからプリル化尿素床上に、毎分３２メートルの撹拌器の半径方向速度で１２分間かけて滴下した。溶融パーム油の添加中、プリル化尿素床の温度を、約４８．０℃〜約５０．５℃の温度で維持した。プリル化尿素床の温度を、粒子の移動床に直接保持された熱要素によって決定した。コーティングの間、粒子床は粘着性であり、コーティング層を時間とともにゆっくりと形成した。１２分後、約８０ｇの溶融水素化パーム油を加え、尿素粒子にコーティングし、粒子床をゆっくりと冷却させた。コーティングされた生成物の全質量を基準として１６．７質量％のコーティングを有する無塵生成物を得た。コーティングされた粒子は、非常に滑らかで光沢のある表面を有していた。また、得られた生成物は同等のサイズの粒子で構成されており、これは凝集物または大きな粒子を含んでいなかった。
【０２１５】
比較例６：ドラムミキサーコーティング
Ｐｆｌｕｇｓｃｈａｒ（登録商標）アジテーター、ダブルジャケット、溶融脂肪導入用滴下ランスを装備した１０リットルの容量のＬｏｅｄｉｇｅ製水平ミキサーに、プリル化尿素２ｋｇを装入した。次に、ミキサー内を、プリル化尿素床の温度が４５℃になるまで、温水を用いてダブルジャケットにより加熱し、プリル化尿素を毎分３０メートルの半径方向の撹拌器速度で動かした。融点が５０℃〜５５℃の溶融水素化パーム油を６５℃に加熱し、電熱管を通して二重壁容器からポンプで送り出した。滴下ランスを用いて、溶融脂肪４１０ｇを、毎分３０メートルの半径方向速度で、１５分間かけて尿素床上に滴下した。コーティングプロセスの間、粒子床は粘着性であった。水素化パーム油を加えた後、粒子床をゆっくりと冷却させた。コーティングした生成物の全質量を基準として１７質量％のコーティングを有する無塵生成物が得られた。
【０２１６】
比較例７：流動床コーティング
粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素２００ｇを、Ｓｔｒｅａ−１（登録商標）流動床式コーター（Ａｅｒｏｍａｔｉｃ−Ｆｉｅｌｄｅｒ）に装入した。尿素プリルを４０℃の温度の空気によって流動化した。コーターには上部に、溶融した水素化パーム油を尿素粒子上に吹き付けるためのノズルを取り付けた。融点が５０℃〜５５℃の溶融水素化パーム油を７０℃に加熱し、電熱管を通して二重壁容器からポンプで送り出した。溶融パーム油を、尿素プリル床上に１０分かけて吹き付けた。１３質量％の水素化パーム油を加えた後、空気温度を下げることによって生成物を冷却した。
【０２１７】
比較例８：低温でのドラムコーティング
実施例５と同じ実験設定を使用した。ドラムコーターに粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの粒径のプリル化尿素６００ｇを装入した。次に、ドラムコーターの内部を熱風で加熱した。尿素粒子床は４０℃未満の温度を有していた。ヒーター付き二重壁容器で、融点５０℃〜５５℃の水素化パーム油を溶融し、６５℃の温度に加熱した。溶融したパーム油を二重壁容器から電熱管を通して滴下ランスに送り込んだ。溶融したパーム油を滴下ランスから毎分３２メートルの撹拌器の半径方向速度で、１５分間かけてプリル化尿素床上に滴下した。溶融パーム油の添加中、プリル化尿素床の温度を、約４０℃〜約４５℃の温度で維持した。水素化パーム油を加えた後、粒子床をゆっくりと冷却した。コーティングした生成物の全質量を基準として１７質量％のコーティングを有する無塵生成物が得られた。実施例１の生成物とは対照的に、比較例４の生成物は、２つ、３つまたはそれ以上の粒子の大部分の凝集物を有していた。
【０２１８】
比較例９：高温でのドラムコーティング
実施例５と同じ実験設定を使用した。ドラムコーターに粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素６００ｇを装入した。次に、ドラムコーターの内部を熱風で加熱した。尿素粒子床は５２℃の温度を有していた。ヒーター付き二重壁容器で、融点５０℃〜５５℃の水素化パーム油を溶融し、６５℃の温度に加熱した。溶融したパーム油を二重壁容器から電熱管を通して滴下ランスに送り込んだ。溶融したパーム油を滴下ランスから毎分３２メートルの撹拌器の半径方向速度で、１５分間かけてプリル化尿素床上に滴下した。プリル化尿素床の温度は５２℃〜５５℃の間であった。コーター内の材料が完全に凝集し、したがって粒子床の混合がこれ以上不可能であったため、実験を停止しなければならなかった。
【０２１９】
実施例１０：第一胃バイパス尿素配合物の調製
第一胃バイパス尿素配合物の調製を、実施例５に記載したのと同じ方法で行った。溶融した水素化パーム油１７１ｇを、粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇに４０分間かけてコーティングした。尿素粒子床の温度は４９．５℃〜５０．５℃の間であった。無塵生成物は７０質量％の尿素を含有し、粒子は非常に滑らかであり、かつ光沢のある表面を有していた。生成物には凝集物またはより大きな粒子が含まれていなかった。
【０２２０】
実施例１１：第一胃バイパス尿素配合物の調製
第一胃バイパス尿素配合物の調製を、水素化パーム油と炭酸カルシウムとの混合物をコーティング材料として使用した以外は、実施例５に記載したのと同じ方法で行った。溶融水素化パーム油８０ｇと、粒径５μｍ未満〜６０μｍの市販の微粉炭酸カルシウム（NOFAKALK GmbH、95632 Wunsiedel-Holenbrunn、Rampenstrasse 4、独国からのＮＯＦＡＣＡＬ  ０／５０型）４８ｇとの混合物を、粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇに１８分かけてコーティングした。プリル化尿素床の温度は５１℃〜５２℃の間であった。無塵生成物は７５．８質量％の尿素を含有し、粒子は非常に滑らかであり、ぼやけた表面を有していた。生成物には凝集物またはより大きな粒子が含まれていなかった。
【０２２１】
実施例１２：第一胃バイパス尿素配合物の調製
第一胃バイパス尿素配合物の調製を、実施例５に記載したのと同じ方法で行った。溶融した水素化パーム油１２０ｇを、粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇに２５分間かけてコーティングした。プリル化尿素床の温度は５０℃〜５２℃の間であった。無塵生成物は７６．９％の尿素を含有し、粒子は非常に滑らかであり、かつ光沢のある表面を有していた。生成物には凝集物またはより大きな粒子が含まれていなかった。
【０２２２】
実施例１３：第一胃バイパス尿素配合物の調製
第一胃バイパス尿素配合物の調製を、水素化パーム油と炭酸カルシウムとの混合物をコーティング材料として使用した以外は、実施例５に記載したのと同じ方法で行った。溶融水素化パーム油８０ｇと、粒径５μｍ未満〜６０μｍの市販の微粉炭酸カルシウム（NOFAKALK GmbH、95632 Wunsiedel-Holenbrunn、Rampenstrasse 4、独国からのＮＯＦＡＣＡＬ  ０／５０型）２８ｇとの混合物を、粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇに３０分かけてコーティングした。プリル化尿素床の温度は５１℃〜５２℃の間であった。無塵生成物は７８．７質量％の尿素を含有し、粒子は非常に滑らかであり、ぼやけた表面を有していた。生成物には凝集物またはより大きな粒子が含まれていなかった。
【０２２３】
実施例１４：第一胃バイパス尿素配合物の調製
第一胃バイパス尿素配合物の調製は、水素化パーム油とＬ−チロシンとの混合物をコーティング材料として使用した以外は、実施例５に記載したのと同じ方法で行った。溶融水素化パーム油９４ｇとＬ−チロシン３１ｇとの混合物を、粒径１．８μｍ〜２．４μｍのプリル化尿素５００ｇに１９分かけてコーティングした。尿素粒子床の温度は４９℃〜５１℃の間であった。無塵生成物は８０質量％の尿素を含有し、粒子は非常に滑らかであり、かつ光沢のある表面を有していた。生成物には凝集物またはより大きな粒子が含まれていなかった。
【０２２４】
比較例１５：流動床コーティング
粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素３００ｇを使用した以外は、比較例７に記載したのと同じ方法でコーティングを行った。尿素プリルを４２℃の温度の空気によって流動化した。融点が５０℃〜５５℃の溶融水素化パーム油を７０℃に加熱し、尿素プリルに１５分間かけて吹き付けた。１５質量％の水素化パーム油を加えた後、空気温度を下げることによって生成物を冷却した。
【０２２５】
比較例１６：不安定な温度でのドラムコーティング
実施例５に記載したのと同じ実験装置を用いてコーティングを行った。粒径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍのプリル化尿素４００ｇをドラムコーターに入れ、次いで尿素粒子床の温度が４５℃になるまでドラムコーターの内部を熱風で加熱した。融点が５０℃〜５５℃の溶融水素化パーム油を６０℃に加熱し、尿素プリル床上に毎分３０メートルの半径方向速度で２５分かけて滴下した。尿素プリル床の温度は、この実施例では安定しておらず、４５℃〜６０℃の範囲であった。１５質量％の水素化パーム油を加えた後、大部分の凝集物を含む無塵生成物が得られた。
【０２２６】
実施例１７：浸出試験
実施例５〜１０の生成物をｐＨ６のＭｃＤｏｕｇａｌｌ緩衝液での浸出試験に用いて、インビトロで第一胃の状態をシミュレートした。以下の物質を１０リットルの瓶に計量した：
−  ＮａＨＣＯ３  ９８ｇ（１．１７モル）
−  Ｎａ２ＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ  ４６．３ｇ（０．２６モル）
−  ＮａＣｌ  ４．７ｇ（０．０８モル）
−  ＫＣｌ  ５．７ｇ（０．０８モル）
−  ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ  ０．４ｇ（２．７ミリモル）
−  ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ  ０．６ｇ（３．０ミリモル）
固体物質を３リットルの蒸留水に溶かした。濃塩酸でｐＨを６に調整し、瓶を全量１０リットルまで満たした。２５０ｍｌのＭｃＤｏｕｇａｌｌ緩衝液を、各１０００ｍｌの容量のＳｃｈｏｔｔフラスコに入れ、フラスコを密閉し、ラボシェーカー（Ｉｎｎｏｖａ  ４０、New Brunswick Scientific）内で、毎分１００回転で振盪し、約３９℃の温度に加熱した。各試験物質５ｇをフラスコに加えて撹拌した。６時間後、フラスコの内容物を濾別し、冷水５０ｍｌで洗浄し、オーブン内で４０℃で一晩乾燥させた。残りの生成物を計量し、質量の減少を尿素の損失と見なした。
【０２２７】
式を用いた尿素放出速度の計算
尿素放出速度＝（ｍ（試験生成物）−ｍ（残りの生成物））／（ｍ（試験生成物＊ｗ（尿素））
例：ｍ（試験生成物）＝５．０ｇ
ｍ（残りの生成物）＝４．２ｇ
ｗ（試験生成物中の尿素）＝８３％
尿素放出速度＝（５．００ｇ−４．２０ｇ）／（５．００ｇ×０．８３）＝１９．３％
結果：
【表７】
2019504076.tif 000008
【０２２８】
実施例５：
−  ドラムコーター内での水素化パーム油の使用によるｗ（尿素）＝８３％のバイパス尿素の製造
−  ＳＥＭ写真は滑らかな粒子表面を示し、コーティング層には亀裂または穴がない
−  浸出の結果：生成物は、第一胃バイパス保護されている
比較例６：
−  水素化パーム油を用いたドラムミキサー内の尿素の処理、ｗ（尿素）＝８３％
−  ＳＥＭ写真は凹凸のある粒子表面を示し、表面に尿素を含むコーティング層にいくつかの穴がある（明るい領域）
−  浸出の結果：生成物は保護されていない
比較例７：
−  水素化パーム油を用いた流動床での尿素の処理、ｗ（尿素）＝８７％
−  ＳＥＭ写真は粒子表面が粗く、表面はあまり滑らかではないことを示す
−  浸出の結果：生成物は持続放出挙動を示す
比較例８：
−  水素化パーム油を用いたドラムコーター内の尿素の処理、ｗ（尿素）＝より低い温度で８３％
−  ＳＥＭ写真は滑らかな粒子表面を示すが、穴および亀裂は塞がれていない→温度が低すぎて、脂肪の一部分はより長い時間にわたり溶融段階にあるため、自己修復は不可能であった
−  浸出の結果：生成物は保護されていない
比較例９：
−  水素化パーム油を用いたドラムコーター内での尿素の処理、高温でのｗ（尿素）＝８３％
−  適切な生成物は得られない（一般的な説明を参照）
実施例１０：
−  ドラムコーター内での水素化パーム油を用いたｗ（尿素）＝７０％のバイパス尿素の製造
−  浸出の結果：生成物は、第一胃バイパス保護されている
実施例１１：
−  水素化パーム油とＣａＣＯ３との混合物をドラムコーター内で使用することによる、ｗ（尿素）＝７５．８％のバイパス尿素の製造
−  ＳＥＭ写真は滑らかな粒子表面を示し、コーティング層には亀裂または穴がない。ＣａＣＯ３粒子はコーティング層によく分散されている
−  浸出の結果：生成物は、第一胃バイパス保護されている
実施例１２：
−  水素化パーム油をドラムコーター内で使用することによるｗ（尿素）＝７６．９％のバイパス尿素の製造
−  ＳＥＭ写真は滑らかな粒子表面を示し、コーティング層には亀裂または穴がない
−  浸出の結果：生成物は第一胃バイパス保護されている
実施例１３：
−  水素化パーム油とＣａＣＯ３との混合物をドラムコーター内で使用することによるｗ（尿素）＝７８．９％のバイパス尿素の製造
−  ＳＥＭ写真は滑らかな粒子表面を示し、コーティング層には亀裂または穴がない
−  浸出の結果：生成物は第一胃バイパス保護されている
実施例１４：
−  水素化パーム油とＬ−チロシンとの混合物をドラムコーター内で使用することによるｗ（尿素）＝８０．０％のバイパス尿素の製造
−  浸出の結果：製品は第一胃バイパス保護されている
比較例１５：
−  水素化パーム油を用いた流動床での尿素の処理、ｗ（尿素）＝８５％
−  ＳＥＭ写真は粒子表面が粗く、表面に穴があることを示す。粒子が溶融したコーティング材料を他の粒子にうまく移さないため、自己修復効果はない
−  浸出の結果：生成物は持続放出挙動を示す
比較例１６：
−  水素化パーム油を用いたドラムコーター内で不安定な温度での尿素の処理、ｗ（尿素）＝８５％
−  ＳＥＭ写真は非常に滑らかな粒子表面を示さず、いくつかの亀裂が見える→自己修復は温度が最適でないため不可能であった。
【０２２９】
−  浸出の結果：生成物は持続放出挙動を示す
実施例５、実施例１０および実施例１２は、脂肪（様々な負荷量の脂肪）でコーティングされた尿素の製造を示す。
【０２３０】
比較例６、比較例７および比較例１５は、本発明の方法とは異なる生成物の製造方法を示しており、これらの他の方法では第一胃バイパス生成物が得られないことを示す。
【０２３１】
比較例８、比較例９および比較例１６は、本発明による温度以外の温度を使用しても第一胃バイパス生成物が得られないことを示す。
【０２３２】
実施例１１および実施例１３は、脂肪の懸濁液を無機物質と一緒に本発明の方法で使用して、第一胃バイパス生成物を得ることができることを示す。
【０２３３】
実施例１４は、脂肪の懸濁液を有機物質と一緒に本発明の方法で使用して、第一胃バイパス生成物を得ることができることを示す。
【０２３４】
実施例１８：本発明によるＮＰＮ組成物の経口投与が反芻動物の繊維消化率に及ぼす効果。
【０２３５】
この実験の目的は、本発明による種々のＮＰＮ組成物が反芻動物の繊維消化率に及ぼす効果を従来のＮＰＮ組成物と比較して評価することである。
【０２３６】
ＮＰＮ組成物
試験したＮＰＮ組成物を以下の第８表に列挙する。
【０２３７】
【表８】
2019504076.tif 000009
【０２３８】
処置群
実験は下記の第９表に示す３つの実験群から構成されている。すべての処置群は１日あたり等量の尿素を摂取する。
【０２３９】
【表９】
2019504076.tif 000010
【０２４０】
基礎食への馴化、動物の管理、サンプルの採取、ならびに繊維消化率、摂取量および成長の評価などの他の実験パラメータを実施例１に示すように行う。
【０２４１】
結果
この結果は、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７を摂取しているホルスタイン雄牛の繊維消化能力が、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１またはＮｏ．２を摂取しているホルスタイン雄牛と比較して増強されることを示す。したがって、雄牛の繊維消化能力は、第一胃バイパスＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７による処置に従って、５０％を超える第一胃バイパスができないＮＰＮ組成物による処置と比較して改善された。
【０２４２】
実施例１９：本発明による尿素組成物の経口投与が反芻動物の飼料摂取量に及ぼす効果。
【０２４３】
実験を実施例５に記載したように実施する。飼料摂取量を実施例２に示すように評価する。
【０２４４】
結果
結果は、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７を摂取している雄牛は、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１またはＮｏ．２を摂取している雄牛と比較して増加した飼料摂取量を示す。したがって、雄牛による飼料摂取量は、５０％を超える第一胃バイパスができないＮＰＮ組成物による処置と比較して、第一胃バイパスＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７による処置後に改善される。
【０２４５】
実施例２０：本発明による尿素組成物の経口投与が反芻動物における体成長に及ぼす効果。
【０２４６】
実験を実施例５に記載したように実施する。体成長を、次の式によって評価する：
体成長＝［本明細書に教示される組成物による処置開始前の体重］−［本明細書に教示される組成物による処置終了後の体重］）。
【０２４７】
結果
結果は、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７を摂取している雄牛の体重が、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１またはＮｏ．２を摂取している雄牛と比較して処置の終了時に増加することを示す。したがって、雄牛の体重増加能力は、第一胃バイパスＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７による処置に従って、５０％を超える第一胃バイパスができないＮＰＮ組成物による処置と比較して改善される。
【０２４８】
実施例２１：本発明による尿素組成物の経口投与が泌乳反芻動物の乳生産に及ぼす効果。
【０２４９】
実験を、雄牛を泌乳雌牛に置き換える以外は、実施例５に記載したように実施する。
【０２５０】
結果
結果は、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７を摂取している泌乳雌牛の乳生産が、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１またはＮｏ．２を摂取している泌乳雌牛と比較して処置の終了時に増加することを示す。したがって、泌乳雌牛の乳生産能力は、第一胃バイパスＮＰＮ組成物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６またはＮｏ．７による処置に従って、５０％を超える第一胃バイパスができないＮＰＮ組成物による処置と比較して改善される。
【０２５１】
実施例２２．ＮＰＮ化合物（例えば、尿素）の放出速度の評価
材料および方法
この研究の目的は、第一胃での尿素の経時的な消失を特性決定するために、一定時間における飼料グレードの尿素、徐放性尿素組成物（ＳＲＵ）およびバイパス尿素組成物（ＢＰＵ）サンプルからの経時的な尿素の消失を測定することであった。得られた結果は、飼料グレード尿素、ＳＲＵおよびＢＰＵ組成物に関連する第一胃におけるＮＰＮ化合物の放出速度の直接的な指標として使用され得る。この目標を達成するために、本発明者らは、インサック法（ナイロンバッグ法としても知られている）を使用した。
【０２５２】
実験を、基礎食に対する２週間の馴化期間、および５日間のインサック尿素消失アッセイを含む１９日間にわたって行った。
【０２５３】
ＮＰＮ組成物
本実験で試験した各種ＮＰＮ組成物を上記の第７表に示す。
【０２５４】
動物の説明および番号
実験には３頭の非泌乳、非妊娠ホルスタイン未経産牛を用いた。未経産牛は平均４８±０．５ヶ月であった。それぞれの未経産牛の第一胃にカニューレを挿入した。
【０２５５】
基礎食への馴化
動物ならびに第一胃の微生物を尿素消費量に馴化させるために、１４日間の馴化期間を実施した。具体的には、未経産牛に、毎日第一胃に直接注入される飼料グレードの尿素１５０ｇに加えて、低品質の乾草（７．２％の粗タンパク質（ＣＰ）；７０％の中性デタージェント繊維（ＮＤＦ）および４２％の酸性デタージェント繊維（ＡＤＦ））によって構成される食餌を給餌した。
【０２５６】
動物の管理
未経産牛を、個々の水および飼料トラフ、ゴム製のマットレス、ならびに木くずの寝床を備えたつなぎ飼い式牛舎に収容した。タイストールをきれいにし、木くずを毎日交換した。未経産牛に低品質の乾草を自由に給餌した。インサイチュインキュベーションを５日間行い、その際、サンプルを第一胃で０時間、０．５時間、１時間、２時間、３時間、６時間、１２時間および２４時間インキュベートした。
【０２５７】
【表１０】
2019504076.tif 000011
【０２５８】
尿素消失評価（インサックアッセイ）
尿素のインサック第一胃消失を測定して、上記の第８表に記載されたＮＰＮ化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７に関連する第一胃での尿素の第一胃放出速度を特性決定した。ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各サンプルを、乾草を消費する、３頭の第一胃にカニューレが挿入されたホルスタイン未経産牛それぞれにおいてインキュベートした（すなわち、サンプルを、生体内で、生きているホルスタイン未経産牛の第一胃内で直接インキュベートした）。インキュベーション時間の時点は、０時間、０．５時間、１時間、２時間、３時間、６時間、１２時間および２４時間であった。
【０２５９】
各時点で、サンプルの３倍の１０．０ｇ（尿素相当量）を、ポリエステルバッグ（Ｒ５１０、１０．６×２０ｃｍ、５０μｍ細孔、Ankom Technology、マセドン、ニューヨーク州）内で計量し、ヒートシーラーで密封した。バッグを午前８：００にインキュベートし、インキュベーション時間に従って取り出した：
【表１１】
2019504076.tif 000012
【０２６０】
取り出すと、直ちにポリエステルバッグを−２０℃で保存し、さらに分析した。ポリエステルバックごとに、きれいなプラスチック漏斗を２５０ｍＬの薬瓶に入れ、凍結したポリエステルバックを漏斗の上で４〜５個にカットした。２００ｍＬの１Ｍ  ＨＣｌを使用して、バックを含むすべての残留物を薬瓶にすすぎ落とした。次に瓶に蓋をし、９０℃の水浴に２５分間置いて、顆粒を溶液に溶かした。インキュベーション後、瓶を激しく撹拌し、液体部分のサンプル１０ｍＬを採取した。尿素を、酵素比色試験、改変Ｂｅｒｔｈｅｌｏｔ法（Ｈｕｍａｎ（登録商標）１０５０５）で分析した。
【０２６１】
計算
０時間のサンプルを使用して、ポリエステルバッグ内の最初の尿素含有量を決定した。アッセイの各反復でサンプルの質量あたり回収された尿素は、各サンプルの尿素含量の推定値を与えた。得られた溶液の濃度に溶液の体積を掛けて、インサイチュ残留物中の尿素の最終量を求めた（ミリモル／Ｌ×Ｌ＝ミリモル尿素）。次に尿素残留物のパーセンテージを、残留物中に残っている尿素の質量（ｇ）を初期尿素のパーセンテージとして表すことによって算出した：
【数１】
2019504076.tif 000013
次にデータを、尿素残留物のパーセンテージとして経時的にプロットし、Orskov and McDonald, J Agr Sci., 第92巻: 499-503頁, (1979年)から適合した以下のモデルにフィットさせた。
【０２６２】
【数２】
2019504076.tif 000014
ここでＵは放出されていないフラクション、Ｄは放出されたフラクション、Ｋｄは放出されたフラクションの放出速度である。
尿素のバイパスフラクションを、Broderick, J Nutr., 第108巻：181〜190頁（1978年）に記載されたエスケープ方程式を用いて算出した：
【数３】
2019504076.tif 000015
ここでＫｄは放出速度であり、Ｋｐは第一胃から第四胃までの通過速度である。通過速度を５％／ｈと仮定し、バイパスフラクションを算出した（Seoら, Anim Feed Sci Tech, 第128巻：67〜83頁、2006年）。
ここでＵは放出されていないフラクション、Ｄは放出されたフラクション、Ｋｄは放出されたフラクションの放出速度である。
このモデル（Ｕ、Ｄ、ｋｄ）のパラメータを分散分析の対象とした。
【０２６３】
結果
結果を第１２表および図１７に示し、これは飼料グレード尿素（尿素、すなわちＮＰＮ組成物Ｎｏ．１）、持続放出型尿素（ＳＲＵ、すなわちＮＰＮ組成物Ｎｏ．２）およびバイパス尿素（ＢＰＵ、すなわちＮＰＮ組成物Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７の平均を表す曲線）の第一胃尿素の経時的な消失を示す。ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３〜Ｎｏ．９は、第１１表に示されるすべてのパラメータにおいてＮＰＮ組成物Ｎｏ．１およびＮｏ．２とは異なることが認められ得る。具体的には、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７はすべて、１時間あたり５％未満の尿素の放出速度ならびにＮＰＮ組成物Ｎｏ．１およびＮｏ．２と比較して５０％よりも大きいＮＰＮのバイパスフラクションを示すことが認められ得る。これらの結果は、本発明によるＮＰＮ組成物（例えば、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７）が、従来のＮＰＮ組成物、例えばＮＰＮ組成物Ｎｏ．１およびＮｏ．２と比較して異なる放出部位を、反芻動物の胃腸管に有する、すなわち第一胃後に放出することを示す。
【０２６４】
【表１２】
2019504076.tif 000016
【０２６５】
実施例２３：保護尿素源からの第一胃および第一胃後の尿素の放出
この研究の目的は、持続放出型尿素組成物は、第一胃における尿素放出を遅延させるが、本明細書に教示される第一胃バイパス尿素組成物は、相当に第一胃にて抵抗性でありかつ相当に第一胃後にて消化性であり、かつ尿素を第一胃後に放出させることを実証することであった。
【０２６６】
材料および方法
試験したＮＰＮ組成物を以下の第１３表に記載する：
【表１３】
2019504076.tif 000017
【０２６７】
実験を、基礎食に対する２週間の馴化期間および４日間の実験期間３回を含む２６日間にわたって行い、それぞれ第一胃および第一胃後の尿素放出を評価した。
【０２６８】
動物の説明および番号
実験には３頭の非泌乳、非妊娠ホルスタイン未経産牛を用いた。ホルスタイン未経産牛は平均４８±０．５ヶ月齢および平均体重８００ｋｇであった。それぞれの未経産牛の第一胃にカニューレを挿入した。この実験計画は、３回の処置、３つの期間、３頭の動物を含む３×３ラテン方格法であった。実験単位は、動物×期間の組合せであり、合計９個の実験単位である。
【０２６９】
処置
この実験は、３つの処置計画（すなわち、処置群１、２および３）から構成されていた。具体的には、各処置群は、それらが摂取したＮＰＮ組成物に関して異なっていた。処置群は、１日に等量の７０．５ｇの非タンパク質窒素、すなわち１５０ｇの尿素を摂取した。
【０２７０】
【表１４】
2019504076.tif 000018
【０２７１】
基礎食への馴化
動物ならびに第一胃の微生物を尿素消費量に馴化させるために、１４日間の馴化期間を実施した。具体的には、未経産牛に、飼料グレードの尿素１５０ｇ／日に加えて、低品質の乾草（７．２％のＣＰ；７０％のＮＤＦおよび４２％のＡＤＦ）によって構成される食餌を給餌した。
【０２７２】
動物の管理
未経産牛を、個々の水および飼料トラフ、ゴム製のマットレス、ならびに木くずの寝床を備えたつなぎ飼い式牛舎に収容した。タイストールをきれいにし、木くずを毎日交換した。未経産牛に低品質の乾草を自由に給餌した。各実験期間は４日間続き、その際、試験生成物を第一胃に注入し（１日目）、サンプルを４８時間後に採取した。３日目および４日目を洗い流し期間と定義し、飼料グレードの尿素（１５０ｇ）をこの期間中にすべての未経産牛に供給した。
【０２７３】
【表１５】
2019504076.tif 000019
【０２７４】
【表１６】
2019504076.tif 000020
【０２７５】
第一胃および第一胃後の放出および評価
各実験期間の１日目に、各処置群について、１５０ｇ（尿素相当量）を、８：００に第一胃カニューレを介して第一胃に注入した。第一胃液体サンプルを、第一胃カニューレに適合したチューブを通して後注入して０時間、０．５時間、１時間、２時間、３時間、６時間および１２時間で採取した。アンモニア窒素の定量化のために、８ｍｌの量を２００μlの７．２ＮのＨ２ＳＯ４で（２回）酸性化し、ラベル（試験コード、期間、動物、時間）し、凍結（−２０℃）した。第一胃アンモニア窒素を、インドフェノール触媒による比色反応により分析した（Chaney and Marbach, Clin. Chem., 第8巻：130〜132頁、1962年）。
【０２７６】
糞便採取およびサンプリング
実験期間の１日目および２日目に、糞便を４８時間の間に採取した。この期間の間、木くずをマットレスから引き抜いた。１日目、被験物質を第一胃に注入する前に、ベースラインサンプルを各動物の直腸から直接採取した。第一胃のインキュベーションの瞬間から、全糞便を４８時間集めた。採取日の間、糞便を十分に均質化し、計量し、サブサンプル（≒２００ｇ）を１日の次の時間に採取した：８：００（２日目のみ）、１１：００、１５：００および１９：００。サンプルをラベル（試験コード、期間、動物、時間）し、−２０℃で凍結し、乾物および窒素の事後分析を行った。
【０２７７】
結果
実験の結果を図１８に示す。結果は、第一胃アンモニア濃度（Ｙ軸）は、経時的に（Ｘ軸）、ＢＰＵ（すなわち、組成物Ｎｏ．３）を第一胃に注入した場合よりも、尿素（すなわち、ＮＰＮ化合物Ｎｏ．１）またはＳＲＵ（すなわち、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．２）を第一胃に注入した場合の方が高かった（Ｐ＜０．０５）ことを示す。
【０２７８】
結果はさらに、ＳＲＵ（すなわち、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．２）の第一胃尿素放出が、コーティングされていない飼料グレード尿素（すなわち、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１）に関連する尿素放出のパターンと比較して遅延したことを実証した。第一胃アンモニア窒素濃度（ｍｇ／ｄｌ）のほんのわずかな増加がＢＰＵ（すなわち、ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３）で経時的に見られた。このことは、ＢＰＵがＳＲＵまたは即時放出（コーティングされていない）尿素よりもはるかに低い程度まで第一胃に放出されることを示す。
【０２７９】
第一胃後の放出および吸収での結果を第１７表に示す。窒素（Ｎ）消化率は、食品グレードの尿素（ＮＰＮ組成物Ｎｏ．１）およびＢＰＵ（ＮＰＮ組成物Ｎｏ．３）について同様であった。Ｎ摂取量は、ＢＰＵを給餌した反芻動物でより高かった。糞便中のＮ排泄量は、食品グレードの尿素と比較して、おそらくより高いＮ摂取量の結果として、ＢＰＵにおいてわずかに高かった。また、尿によるＮ排泄量は、ＢＰＵを供給した場合、飼料グレードの尿素と比較して２０．３％低かった。相対Ｎ保持（摂取したＮ１グラムあたりのＮ保持量ｇ）は、ＢＰＵの場合に、尿素およびＳＲＵと比較して、それぞれ、３２．９％および１９．９％高かった。このことは、ＢＰＵが供給される場合に動物によってより多くの窒素が利用されることを示す。
【０２８０】
【表１７】
2019504076.tif 000021
【図１】
2019504076.tif 000022
【図２】
2019504076.tif 000023
【図３】
2019504076.tif 000024
【図４】
2019504076.tif 000025
【図５】
2019504076.tif 000026
【図６】
2019504076.tif 000027
【図７】
2019504076.tif 000028
【図８】
2019504076.tif 000029
【図９】
2019504076.tif 000030
【図１０】
2019504076.tif 000031
【図１１】
2019504076.tif 000032
【図１２】
2019504076.tif 000033
【図１３】
2019504076.tif 000034
【図１４】
2019504076.tif 000035
【図１５】
2019504076.tif 000036
【図１６】
2019504076.tif 000037
【図１７】
2019504076.tif 000038
【図１８】
2019504076.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月20日(2018.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反芻動物による摂取に適した第一胃バイパス組成物であって、
−  非タンパク質窒素化合物、および
−  非タンパク質窒素化合物の第一胃のバイパスを可能にする第一胃バイパス剤
を含み、
前記第一胃バイパス剤が前記非タンパク質窒素化合物を取り囲むコーティングであり、前記コーティングが実質的に水素化植物油からなり、非タンパク質窒素化合物が、尿素；アンモニウム塩；メチレン尿素、ビウレット、アセトアミド、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上の化合物であり、かつＮＰＮ化合物対コーティングの比が８３：１７〜７５：２５である、前記第一胃バイパス組成物。
【請求項２】
前記水素化植物油が、水素化パーム油、大豆油、綿実油、菜種油、カノーラ油、ピーナッツ油、コーン油、オリーブ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ヤシ油、亜麻仁油、桐油、およびヒマシ油の群から選択される、請求項１記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項３】
前記非タンパク質窒素化合物が、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酪酸アンモニウムおよびアミノ酸のアンモニウム塩からなる群から選択される１種以上の化合物である、請求項１または２記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項４】
前記組成物が約１ｍｍ〜約６ｍｍの平均粒径を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項５】
前記組成物が請求項６から１３までのいずれか１項記載の方法によって得られる、請求項１から４までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の第一胃バイパス組成物の製造方法であって、
ａ）非タンパク質窒素化合物を含有する粒子をドラムコーター内に供給する工程、
ｂ）工程ａ）の粒子を、第一胃バイパス剤の溶融範囲の下限より１０℃低い温度から第一胃バイパス剤の溶融範囲の下限までの範囲の温度に加熱する工程、
ｃ）溶融第一胃バイパス剤をドラムコーターの外側にあるリザーバに供給する工程、
ｄ）工程ｃ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、第一胃バイパス剤の溶融範囲の上限と第一胃バイパス剤の溶融範囲の上限より１０℃高い温度との間の温度に加熱する工程、
ｅ）工程ｄ）からの前記溶融第一胃バイパス剤を、回転ドラムコーター内で工程ｂ）の粒子上に適用する工程、
ｆ）粒子床の温度を、第一胃バイパス剤の溶融範囲の温度で維持する工程、および
ｇ）工程ｆ）から得られた組成物を冷却する工程、または工程ｆ）から得られた組成物を放冷する工程
を含む、前記製造方法。
【請求項７】
前記第一胃バイパス剤が、３℃〜１０℃の溶融範囲の下限と上限との間に差を有する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第一胃バイパス剤が水素化植物油から実質的に構成される、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
前記第一胃バイパス剤が水素化植物油および脂肪酸を含む組成物である、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記水素化植物油が、水素化パーム油、大豆油、綿実油、菜種油、カノーラ油、ピーナッツ油、コーン油、オリーブ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ヤシ油、亜麻仁油、桐油、およびヒマシ油の群から選択される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記非タンパク質窒素化合物が、尿素；アンモニウム塩；メチレン尿素、ビウレット、アセトアミド、ブチルアミド、ジシアノアミド、ホルムアミド、エチレン尿素、イソブタノールジ尿素、ラクトシル尿素、プロピオンアミド、尿酸および尿素リン酸塩からなる群から選択される１種以上の化合物である、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記溶融第一胃バイパス剤の温度が約５０℃〜約８５℃の間である、請求項６から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
加熱された粒子の温度が４０℃〜約７５℃の間である、請求項６から１２までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
2019504076.tif 000040
2019504076.tif 000041