(57)【要約】【課題】安価で、栄養価が高く、安全性の高い反芻家畜用の家畜飼料を提供する。【解決手段】  木材チップを衝撃式粉砕機で含水率を３０％未満、粒径を５００μｍ程度に予備粉砕する。この木質原料を飼料原料と共に乾式で高衝撃力が付加できる高衝撃粉砕装置により混合粉砕する。この木質原料と飼料原料の混合物に持続的に衝撃力を加え続け、木質原料と飼料原料が再凝集により一体化された平均粒径が１０μｍ〜５０μｍの微粒子にする。この微粒子化された混合粉砕物をそのまま、あるいは加圧成型して、反芻家畜の飼料として用いる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置により、含水率３０％未満の木質原料と、粗タンパク質を含む飼料原料とを混合粉砕して微粒子化し、
前記微粒子化された混合粉砕物を反芻家畜の飼料として用いる
ことを特徴とする家畜飼料の製造方法。
【請求項２】
前記混合粉砕において、前記混合粉砕物の平均粒径が１０μｍ〜５０μｍとなり、凝集により前記木質原料と前記飼料原料とが再凝集により一体化されるように微粒子化する
ことを特徴とする請求項１に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項３】
前記木質原料は、間伐材等の木材をチップ化することで得られる木材チップ及び／又は木質植物の植物体を、乾燥粉砕装置で含水率を３０％未満に調整し、３００〜８００μｍの平均粒径にして用いる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項４】
前記混合粉砕物は、前記粗タンパク質の含量が１．５％〜２５％である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項５】
前記飼料原料は、草本、穀物、食品副産物、食品廃棄物、林業副産物、及び／又は農業副産物である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項６】
前記林業副産物は、廃菌床であり、
前記廃菌床は、前記木質原料に対して、１０質量％〜３０質量％の割合で混合される
ことを特徴とする請求項５に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項７】
更に、前記混合粉砕物を、圧縮成型機で加圧成型する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の家畜飼料の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の家畜飼料の製造方法により製造された
ことを特徴とする家畜飼料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家畜飼料の製造方法、及び家畜飼料に係り、特に牛等の反芻動物の給餌に好適な家畜飼料の製造方法、及び家畜飼料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、我が国では牛等の反芻動物の畜産において、生産効率を上げるために濃厚飼料依存型の飼育方式が主流になっている。
しかしながら、この濃厚飼料依存型の飼育方式は、牛等の反芻動物の生理を無視することになるため、第一胃（ルーメン）機能異常にともなうルーメンアシドーシス等の消化器病を中心とした代謝性疾病発生の原因になっている。
ルーメン機能異常の主な原因は、ルーメン液のｐＨが中性域に維持できず、ｐＨ５．５以下まで低下し、ルーメン内に生育する微生物の恒常性が破壊されることにある。この現象は、濃厚飼料の主要なエネルギー源であるデンプン等の易分解性炭水化物が消化され、乳酸が短時間に生成されることにより生じる。
【０００３】
特に、乳牛は育種改良により泌乳能力が飛躍的に向上している。その能力を最大限に発揮させるためには充分な栄養補給が不可欠である。しかしながら、従来の濃厚飼料依存型の飼育方法では、乳量の多い泌乳初期から最盛期には、十分な栄養供給が不可能となって乳牛が栄養不足に陥り、体に蓄積された脂肪等の養分で乳生産を賄う状態になっていた。これは、濃厚飼料依存型の飼育方法では、一日に給与できる濃厚飼料の給与量が、ルーメンアシドーシスを避けるために最大１２ｋｇ程度に制限されるからである。結果として、エネルギー不足に由来する繁殖性低下等の様々な障害が起きていた。
このため、セルロースが主なエネルギー源となる牧草等の粗飼料からのエネルギー供給量を増やすことが求められている。
【０００４】
しかしながら、粗飼料の生産には広大な農地と労働力を要する。また、我が国においても、稲わらは水稲により生産されるが、ほとんどが収穫時に田に鋤き込まれ、粗飼料として流通していない。このため、我が国においては、自給粗飼料は輸入粗飼料と比較して価格では優位にあるものの、北海道を除いては、慢性的な不足を来たしている。
結果として、我が国では、穀物からなる濃厚飼料のみならず、粗飼料としての牧草や稲わらについても、利便性が良く、労働負担の軽減にもつながる輸入粗飼料に依存する傾向にある。このため、我が国の畜産経営は、輸入飼料、穀物価格、輸送費の原油価格に影響される状況にあり、従って、畜産業の基盤が極めて不安定になっている。
そこで、粗飼料である牧草と主要な成分が同じである木材を基にした反芻家畜の家畜飼料が注目されてきた。
【０００５】
ここで、従来の木材を用いた反芻家畜の家畜飼料として、特許文献１を参照すると、スギ間伐材等から調製された木材チップを衝撃式粉砕機で予備粉砕した後、乾式で高衝撃粉砕装置により微粒子化することを特徴とする反芻家畜の家畜飼料の製造方法が記載されている（以下、従来技術１とする。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０５５７０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】高橋  武彦、森  英明、「リング媒体利用粉砕機のｋｇクラス粉砕に向けた粉砕性能評価」、秋田県立大学ウェブジャーナルＢ、日本、２０１５年、ｖｏｌ．２、ｐ．１４９−１５３
【非特許文献２】遠藤  展、「木のエサをペレットにする」、林産試だより、日本、地方独立行政法人  北海道立総合研究機構  森林研究本部  林産試験場、日本、１９８９年、１０月号、ｐ．６−９
【非特許文献３】遠藤  展、「連続型混合・成形装置の開発」、林産試だより、日本、地方独立行政法人  北海道立総合研究機構  森林研究本部  林産試験場、日本、１９９１年、７月号、ｐ．１６−１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、従来技術１で製造された家畜飼料は、粗タンパク質含量が低い家畜飼料であった。したがって、従来技術１に記載されている家畜飼料がルーメン細菌により消化されるためには、粗タンパク質を含んだ他の飼料からルーメン液中に溶けだした粗タンパク質、若しくは粗タンパク質が代謝されて生成したアンモニアが供給されなければならない。
しかし、ルーメン中では必ずしも家畜飼料に吸着しているルーメン細菌に十分な粗タンパク質若しくはアンモニアが供給されないことがあった。この場合、ルーメン内での消化が不安定になることがあった。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の家畜飼料の製造方法は、高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置により、含水率３０％未満の木質原料と、粗タンパク質を含む飼料原料とを混合粉砕して微粒子化し、前記微粒子化された混合粉砕物を反芻家畜の飼料として用いることを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、前記混合粉砕において、前記混合粉砕物の平均粒径が１０μｍ〜５０μｍとなり、凝集により前記木質原料と前記飼料原料とが再凝集により一体化されるように微粒子化することを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、前記木質原料は、間伐材等の木材をチップ化することで得られる木材チップ及び／又は木質植物の植物体を、乾燥粉砕装置で含水率を３０％未満に調整し、３００〜８００μｍの平均粒径にして用いることを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、前記混合粉砕物は、前記粗タンパク質の含量が１．５％〜２５％であることを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、前記飼料原料は、草本、穀物、食品副産物、食品廃棄物、林業副産物、及び／又は農業副産物であることを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、前記林業副産物は、廃菌床であり、前記廃菌床は、前記木質原料に対して、１０質量％〜３０質量％の割合で混合されることを特徴とする。
本発明の家畜飼料の製造方法は、更に、前記混合粉砕物を、圧縮成型機で加圧成型することを特徴とする。
本発明の家畜飼料は、前記家畜飼料の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置により、含水率３０％未満の木質原料と飼料原料とを混合粉砕して微粒子化したものを飼料として用いることで、家畜飼料に吸着しているルーメン細菌に十分な粗タンパク質若しくはアンモニアを供給して、反芻家畜のルーメン内での消化を安定させることが可能な家畜飼料の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係るタンデムリングミル粉砕における含水率の糖化率への影響を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例１に係る杉と稲わらの混合粉砕におけるメディアン径と糖化率を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例１に係る杉と稲わらの混合粉砕の電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施例１に係る杉とアルファルファの混合粉砕におけるメディアン径と糖化率を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例２に係る杉と各種飼料原料とを混合粉砕した粉砕物のセルラーゼ糖化率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る杉と廃菌床とを、割合及び粉砕時間を変えて混合粉砕した粉砕物のセルラーゼ糖化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態＞
本発明の発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意実験及び研究を行った。その結果、従来技術１の家畜飼料の反芻家畜のルーメン内での消化が安定しない理由は、粗タンパク質含量が低いことが原因の一つであることを判別した。つまり、従来技術１に記載されている家畜飼料がルーメン細菌により消化されるためには、粗タンパク質が代謝されて生成されたアンモニアが供給されなければならないことが分かった。しかしながら、タンパク質を含む飼料を、単に従来技術１の家畜飼料に混合するだけでは、十分な効果が得られないことが分かり、本発明者らは、鋭意実験を繰り返した。
結果として、本発明者らは、高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置により、含水率３０％未満の木質原料と、粗タンパク質を含む飼料原料とを混合粉砕して微粒子化し、微粒子化された混合粉砕物を反芻家畜の粗飼料代わりの家畜飼料として用いることで、消化率を上げてルーメン消化を安定させることが可能であることを見出し、本発明を開発するに至った。
【００１４】
より具体的には、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、木質原料を３０％未満の含水率に調整した上で、粗タンパク質を含む飼料原料とともに高衝撃力が付加できる粉砕装置により微細化（混合粉砕）する。このような混合粉砕物を、そのまま、又は、得られた混合粉砕物を圧縮成型機でペレットに圧縮成型加工する。このようにして製造された家畜飼料は、木質原料のリグニン構造が破壊され、反芻動物に消化されやすくなる。この際に、飼料原料に由来する粗タンパク質が製造された飼料原料に一体的に含まれるようになるため、ルーメン細菌により利用されやすくなり、反芻動物のルーメン内で安定して消化させることが可能となる。
【００１５】
ここで、本発明の実施の形態に係る高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置としては、特開２００９−２３３５４２号公報に記載のリング媒体を用いたバッチ式振動ミル（タンデムリングミル）、非特許文献１に記載のリング媒体を用いた連続式振動ミル（タンデムリングミル）等を用いることが好適である。
なお、この高衝撃粉砕装置は、円筒容器内で粉砕媒体を転動させるのと同時に自転させることによって、円筒容器内の木材を複数の粉砕媒体で粉砕する粉砕装置であって、円筒容器の振動は、円筒容器の静止状態の中心軸と略同じ位置になる仮想軸を中心とした振動であり、粉砕媒体のそれぞれは、周辺に必要に応じて複数の凸部が形成され、中央に軸方向の穴部が形成された回転体であるとともに、粉砕媒体は、粉砕媒体の中心軸を円筒容器の中心軸に平行にして、軸方向に複数並べられつつ、円筒容器内に転動可能に収容されることを特徴とする粉砕装置である。
【００１６】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料の木質原料は、間伐材等の未利用木材等の木材をチップ化することで得られる木材チップ及び／又は木質植物の植物体を用いることが好適である。
本実施形態の木質原料として用いる木材チップは、特に樹種に制約がなく、生又は乾燥された木材を利用することが可能である。特に、資源が豊富であり、新規用途の開発が求められている杉間伐材を利用することが好適である。
また、本実施形態の木質原料として木質植物の植物体を用いてもよい。この木質植物の植物体としては、例えば、木化した植物の茎等の農業副産物を用いてもよい。たとえば、綿栽培においては、多量の綿花の茎が生じるが、用途がないために焼却されている。このような乾燥した綿花の茎も、本実施形態の木質原料として用いることが可能である。また、間伐された竹等の木質の植物体も、本実施形態の木質原料として用いることが可能である。
また、本実施形態の木質原料は、含水率３０％未満にすることが好適である。この含水率は、低ければ低いほどよく、２０％未満であると更に好適である。逆に、含水率が３０％以上であると、後述する実施例１で示すように、セルラーゼ糖化率が十分でなくなる。これは、高衝撃力を付加する乾式の粉砕装置において、水分による弾性が生じて木質原料及び飼料原料の十分な微粒子化ができないためと考えられる。
【００１７】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料の飼料原料となる飼料は、特に種類に制約がなく、反芻家畜の飼料原料に成り得る粗タンパク質を含んだ飼料を利用することが好適である。
これらの粗タンパク質を含んだ飼料としては、マメ科植物等を含む牧草、稲わら、穀物等の草本類、スプラウト、ふすま、米糠、醤油粕、おから、ビール粕、焼酎粕、酒粕、廃糖蜜等の糟糠類のような食品、枝豆の茎、種子類の殻、果実の皮のような食品副産物、及び／又は食品廃棄物等を加えることが可能である。この草本類、食品、食品副産物、及び／又は食品廃棄物は、１種又は複数種を、下記で説明するように所定の割合で混合して用いてもよい。なお、これらの食品副産物、及び／又は食品廃棄物等は、木質原料として用いることも可能である。
【００１８】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、混合粉砕物は、粗タンパク質の含量が１．５％〜２５％（質量％）であることが好適である。
ここで、家畜飼料の消化率は含まれる粗タンパク質含量に依存する。これは、反芻動物のルーメン中のルーメン細菌が増殖するためには、粗タンパク質を含んだ飼料原料からルーメン液中に溶けだした粗タンパク質、若しくは粗タンパク質が代謝されて生成されたアンモニアが供給されなければならないためである。
【００１９】
本実施形態の混合粉砕物は、粗タンパク質の含量が１．５％〜２５％になるようにするために、例えば、木質原料を５０〜９０質量％、飼料原料を５０〜１０質量％として合計１００質量％となる値で適宜調整することが好適である。たとえば、上述の草本類として、良好なイネ科牧草であるオーチャードグラスの粗タンパク質含量は１６．５％、ＴＤＮ含量は６７．２％である。また、牧草であるアルファルファの粗タンパク含量も１７％程度である。これに対して、稲わらの粗タンパク質含量は５．４％、ＴＤＮ含量は４２．９％である。このため、粗タンパク質含量が高く消化率（ＴＤＮ含量）が高いオーチャードグラスやアルファルファを飼料原料として加える場合、稲わらよりも少ない割合で加えてもよい。
また、本実施形態の混合粉砕物において、この粗タンパク質の含量が１．５％未満であると、可消化養分総量（Ｔｏｔａｌ  Ｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅ  Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ、以下「ＴＤＮ」という。）が２０％未満となり、ルーメン内での消化が不安定になることがある。また、消化率が低い飼料はルーメン内に長く滞留し、次に入る飼料のスペースを小さくしてしまうので反芻動物への十分な栄養供給の妨げになる。なお、粗タンパク質の含量が２５％以上になると、セルロース含量の相対的な減少によるＴＤＮ含量の減少が見られるため、好ましくない。
【００２０】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料を製造する場合、まず、間伐材をチップ化することで得られる木材チップを、衝撃式粉砕機で含水率を３０％（質量％）未満に調整すると共に、３００〜８００μｍ程度、好ましくは５００μｍ程度の粒径の予備粉砕物にする。
この予備粉砕物を木質原料として、この木質原料と飼料原料の混合物を高衝撃力が付加することが可能な粉砕装置により高衝撃力を加え続けることで、木質原料と飼料原料が再凝集により一体化するように微粒子化する。この時の微粒子の平均粒径は１０μｍ〜５０μｍである。これにより、杉等の針葉樹において、通常の粉砕機では破壊の難しいリグニン構造を粉砕することができる。
【００２１】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、木材より得られる木質原料と反芻家畜の飼料に成り得る粗タンパク質を含んだ飼料原料を高衝撃力が付加できる粉砕装置により高衝撃力を加え続けることで木質原料と飼料原料が再凝集により一体化されるように微粒子化する。
このように微粒子化され、再凝集による一体化された混合粉砕物は、木質原料由来の成分と飼料原料由来の成分とが、一体的にルーメン細菌に利用される。すなわち、家畜飼料に吸着しているルーメン細菌に、十分な粗タンパク質若しくはアンモニアを供給しつつ木質原料を分解させることが可能となる。これにより、飼料原料だけが反芻家畜の胃ルーメンで消化され、木質原料はルーメン細菌にあまり利用されずにそのまま残留するようなことがなくなり、消化されやすくなる。結果として、ルーメン内での消化を安定させることが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態の微細化された木質原料と飼料原料の混合粉砕物は、それ自体を牛の飼料として給餌することができる。
また、この混合粉砕物を筒状ペレットに圧縮成型することにより飼料給与の作業効率を向上することができる。
【００２３】
混合粉砕物を成形する方法は、燃料用木質ペレットの製造で通常用いる圧縮成型機を用いることが可能である。
たとえば、非特許文献２に記載の筒状ペレットの直径に相当する穴を多数設けたダイスとそのダイスの上で回転して木材微粉末を穴で圧縮成型する加圧ローラを備えたディスクダイス方式の成形装置を用いてもよい。
【００２４】
また、非特許文献３に記載のスクリューシャフトに固定した押し出し羽根を用いて木材微粉末を強制的に穴のあいた環状ダイスに押し付けることにより筒状ペレットを作製する連続型混合・成形装置を用いてもよい。
これらのペレット形状とペレットの大きさについては、任意の形状と大きさにすることが可能である。たとえば、市販配合飼料と混合させるのに適するよう、市販配合飼料と同じ形状及び同じ大きさ〜半分の大きさ等のペレットに成型してもよい。
【００２５】
このように製造された家畜飼料ペレットは、濃厚飼料と組み合わせた配合飼料として牛に給与してもよい。
また、粗飼料と濃厚飼料を均一に混合したオール混合飼料（Ｔｏｔａｌ  Ｍｉｘｅｄ  Ｒａｔｉｏｎ、ＴＭＲ）に混合して用いることも可能である。この濃厚飼料の混合割合としては、牛が好適に選択するように、牛の好む組み合わせになるよう混合し、栄養価のスコアをより高めるように配合して提供可能である。
【００２６】
以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、含水率３０％未満の木質原料と粗タンパク質を含んだ飼料原料の混合粉砕により、飼料粒子レベルで粗タンパク質を付加する。また、本実施形態の家畜飼料は、高衝撃粉砕装置により木質原料のリグニン構造を粉砕して微粒子化すると共に、木質原料と飼料原料の微粒子を再凝集させる。
このように構成することで、混合粉砕物の消化率を上げることができ、ルーメン消化を安定させることができる。具体的には、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、栄養成分がセルロース、ヘミセルロースであり、牧草や稲わら等の粗飼料の代替物となり得るので、牛のルーメン機能を正常に保つことができ、更に、粗タンパク質により、ルーメン消化を安定させることもできる。よって、木質原料及び飼料原料から、栄養価が高く、安全性の高い反芻家畜用の家畜飼料を提供することができる。
【００２７】
より具体的に説明すると、反芻家畜に給与する粗飼料の価値は、その自由採取量と消化率により決まる。粗飼料からのエネルギー供給量を増やすには、採食量を増やし消化率を上げる必要がある。粗飼料摂取量はルーメン内の物理的充満による摂取量制限で決まるので、採食量を増やすには粗飼料の嵩比重（ｇ／ｃｍ3）を高くする必要がある。また、粗飼料の消化速度を上げることも採食量を増やすことになる。
これに対して、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、木質原料と飼料原料を微粉砕することにより、飼料の嵩比重（ｇ／ｃｍ3）を最大化して採食量を増やすことができる。
また、本実施形態の家畜飼料は、木質原料と飼料原料を微粉砕することにより、飼料の質量当たりの表面積（比表面積、ｃｍ2／ｇ）を大きくすることができる。このため、多くのルーメン細菌が本実施形態の家畜飼料の微粒子に吸着可能となり、家畜飼料の消化速度を上げることができる。これにより、内容物固相の消失速度を速くして、反芻家畜による家畜飼料の自由摂取量（採食量）を増加させることができる。結果として、乳牛の搾乳量を増加させたり、肉牛の肉質を高めたりすることが期待できる。
【００２８】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、含水率３０％未満の木質原料と飼料原料の混合物を高衝撃粉砕装置により木質原料のリグニン構造を粉砕して微粒子化すると共に、木質原料と飼料原料の微粒子を再凝集させる。つまり、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、杉間伐材等の木材を皮つきのままチップ化して予備粉砕して木質原料とし、他の飼料原料の混合物として高衝撃力が付加できる粉砕装置によりリグニン構造を粉砕するまで微細化（混合粉砕）し、そのまま、又はペレット状に圧縮成型する。
このように、本実施形態の家畜飼料は、蒸気加熱を行わず、高衝撃力が付加できる粉砕装置により高衝撃力を加え続けることで、木質原料と飼料原料が再凝集により一体化するように微粒子化するだけなので、安価に製造できる。これにより、安価で、栄養価が高い牛等の反芻家畜の給餌に好適な家畜飼料を提供することができる。
【００２９】
また、わが国では自給粗飼料生産は経営的に困難な状況にある。自給粗飼料生産には、飼料作への機械の投資と労働力の配分が必要になる。これらの飼料生産を行うための資本と労働力を経産牛の飼養部門の拡大に回す方が、より多くの利益が得られるのが現状である。また、農地が狭小、分散しているため効率的な飼料生産が困難である。したがって、一年を通して安定品質で安定供給される安価な粗飼料が求められている。
これに対して、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、杉間伐材等の生の木材を主成分とするため、牧草や稲わら等と異なり、栄養価や収穫量等が天候に左右されない。つまり、木質原料は年間を通して安定供給が可能である。また、本実施形態の家畜飼料は、粗タンパク質を含んだ飼料原料との混合割合を調整することにより、効果的な量の粗タンパク質を含んだ飼料を安定供給することができる。このため、品質の安定した一定の栄養価の家畜飼料を、一年を通じて安定に供給できる。
また、本実施形態の家畜飼料のように、混合粉砕物の粗タンパク質含量を１．５％〜２５％とすることで、濃厚飼料のみを与えることによるルーメンアシドーシス等の消化器病を防ぎつつ、木質原料を用いてもＴＤＮ含量を上げてルーメン内での消化を安定化させることが可能となる。
【００３０】
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、木材、特に利用用途がほとんどない杉間伐材等を原料とし、有効利用して用いることができる。すなわち、廃棄される木材部位を用いるため安価であり、価格の変動が少ない。
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、木材をそのまま用いることができるため、品質のコントロールが容易であり、安全性が高くなる。
このような特徴から、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、安全性の高い安価な飼料を製造して畜産農家に安定的に供給することにより畜産を振興することができる。
さらに、間伐材の有効利用は林業、林産業全体の活性化に繋がる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、上述の高衝撃粉砕装置以外の粉砕装置にて微粒子化することも可能である。この場合でも、リグニン構造を粉砕する微粒子化を行うことが好適である。また、この微粒子化においては、木材の粉末が加熱されないように適宜冷却しながら微粒子化を行うことが望ましい。
また、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、杉間伐材以外にも、マツ、クヌギ等の木材を木材原料として用いることが可能である。さらに、チップ化されていない鋸屑、樹皮、根、葉等についても用いることが可能である。
【００３２】
＜他の実施の形態＞
従来、針葉樹及び広葉樹のオガコと糠類等から製造されるキノコの菌床からキノコを採取した後の廃菌床が、林業副産物として知られている。廃菌床はキノコが消化しやすいセルロースや栄養分を消化つくした残渣であるため、この廃菌床を牛の飼料としてそのまま給与しても、栄養価が低いことが問題であった。
これについて、本発明者らが鋭意実験を行ったところ、廃菌床にはキノコの菌体が多量に含まれているものの、牛に給与しても、キノコの菌体は第一胃（ルーメン）で消化されないことが分かった。これは、ルーメン菌が消化されないのと同様の機構であると考えられた。そこで、本発明者らは、粉砕して菌体を潰す事により菌体に含まれる蛋白質が消化できるようになると考えたものの、廃菌床をそのまま粉砕しようとすると、菌体がつぶれてペースト状の粘着物質になり、粉砕できなかった。これに対して、木質原料と廃菌床とを適当な割合で混合粉砕すると粉砕が可能となり、栄養価を上げられることを見いだし、本実施形態の家畜飼料として完成させるに至った。
【００３３】
このように、本発明の実施の形態に係る家畜飼料は、飼料原料として廃菌床等の林業副産物を用いることも可能である。この林業副産物としては、廃菌床以外にも、樹皮、廃パルプ等であって、上述の実施の形態に係る要件を満たすようなものを用いることが可能である。
また、本実施形態の家畜飼料は、木質原料に対する飼料原料の混合割合は、１０質量％〜４０質量％であることが好適である。１０質量％未満であると、飼料の栄養価が低くなる。逆に、４０質量％より多い場合は、混合粉砕物の粗タンパク質含量が増えすぎるため、好ましくない。ここで、廃菌床の場合は、下記の実施例２に示すように、３０質量％より多い場合、粉砕時の粉砕におけるモータ負荷が増大するため、１０質量％〜３０質量％であることが好適である。
【実施例１】
【００３４】
次に図面に基づき本発明を実施例によりさらに説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。
【００３５】
〔製造方法及び実験方法〕
（製造例１）
木質原料として杉チップと、飼料原料として稲わらを使用し、高衝撃粉砕装置によって混合粉砕した混合粉砕物を、製造例１の家畜飼料として製造した。
具体的には、杉チップを乾燥粉砕装置（ＫＤＳ−２）で乾燥粗粉砕処理して、含水率を１５％程度、平均粒径を５００μｍ程度に調製した杉粗粉末と、カッターミルで２ｍｍ以下のサイズに粉砕した稲わらとを準備した。この杉粗粉末と稲わらを８０質量％：２０質量％の割合で混合し、高衝撃粉砕装置として、リング媒体を用いた連続式振動ミル（ＴＲ３０００型タンデムリングミル）を用いて、連続的に繰り返し粉砕する微粉砕を行った。この際、ＴＲ３０００型タンデムリングミルの電動機の回転数を１５００ｒｐｍ、粉末のフィードを７Ｈｚとして繰り返し粉砕物を通過させた。また、一回の粉末の通過を「粉砕パス」として、このパス毎に混合粉砕物をサンプリングした。
【００３６】
（製造例２）
製造例２として、木質原料として杉チップと、飼料原料として製造例１における稲わらに換えてマメ科植物の牧草（粗飼料）であるアルファルファを使用し、高衝撃粉砕装置によって混合粉砕を行った混合粉砕物を製造例２の家畜飼料として得た。
アルファルファは、長さ５ｍｍ以下に裁断された粉末状のものを使用した。杉粗粉末とアルファルファを８０質量％：２０質量％の割合で混合し、高衝撃粉砕装置として、リング媒体を用いた連続式振動ミル（ＴＲ３０００型タンデムリングミル）を用いて、連続的に繰り返し粉砕する微粉砕を行った。この粉砕の条件は、製造例１と同様である。また、製造例２においても、粉砕パスのパス毎に混合粉砕物をサンプリングした。
【００３７】
（比較例１）
比較例１として、木質原料として杉粉末のみを高衝撃粉砕装置によって粉砕した微粉砕物を作成した。
高衝撃粉砕装置として、リング媒体を用いたバッチ式振動ミル（ＨＶ３０型タンデムリングミル）を用いて、杉粗粉末１０００ｇを振動数１５００ｒｐｍ、全振幅８ｍｍで４０分間粉砕した。
ここで、粉砕に用いた杉粗粉末は、その初期の含水率（％）（＝水分量／乾燥重量×１００）を１５％程度から５３％程度までに調整して、後述する含水率と糖化率との関係を調べるために用いた。
これらのうち、含水率を１５％程度にしたものを、比較例１とした。この比較例１の動物飼料は、特許文献１に記載の家畜飼料と同等のものである。
【００３８】
（参考例１）
木質原料として綿花の茎を高衝撃粉砕装置によって粉砕した微粉砕物を製造した。具体的には、乾燥した綿花の茎８００ｇを、高衝撃粉砕装置として、リング媒体を用いたバッチ式振動ミル（ＨＶ３０型タンデムリングミル）を用いて、比較例１と同様に微粉砕した。
【００３９】
（微粉砕物のセルラーゼ糖化率の測定）
製造例１〜２、比較例１、参考例１について、高衝撃粉砕装置により製造された微粉砕物のセルラーゼ糖化率は、以下のように測定した：
微粉砕物４０ｍｇをｐＨ５．５の０．１Ｍ酢酸緩衝液２ｍＬに懸濁し、そこにセルラーゼ（ノボザイム社製Ｃｅｌｌｉｃ  ＣＴｅｃ  ２）を２μＬ入れ、密封した試験管により５０℃で４８時間反応させた。反応後に生成したグルコース濃度をシェールズ試薬法で測定した。使用した分光光度計はＵ−３９００Ｈ（日立製作所製）で、測定に波長４２０ｎｍを用いた。
セルラーゼ糖化率（％）は、以下の式（１）により算出した。
セルラーゼ糖化率（％）  ＝  生成されたグルコース量（ｍｇ）／微粉砕物（４０ｍｇ）×１００  ……  式（１）
【００４０】
（平均粒径の測定）
また、製造例１〜２、比較例１、参考例１について、平均粒径をマイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ  ＩＩ（日機装製）で測定した。
【００４１】
（電子顕微鏡観察）
走査型電子顕微鏡である日立ハイテクノロジーズ製のＳ−３０００Ｎを用いて、粉砕後の微粒子の形状を観察した。
【００４２】
（ルーメン細菌による飼料の消化試験）
肉用牛（日本短角種、繁殖牛、育成牛）の第一胃からルーメン液を１Ｌ採取し、そこに人工唾液（ＮａＨＣＯ3  １０．６ｇ、ＫＣｌ  ０．５７ｇ、Ｎａ2ＨＰＯ4−１２Ｈ2Ｏ  ４．７ｇ、ＭｇＳＯ4−７Ｈ2Ｏ  ０．１２ｇ、尿素  ０．５６ｇ、硫安  １ｇ、水道水１Ｌ）１Ｌを加えて３Ｌ容の撹拌培養器でルーメン細菌の嫌気的連続培養（人工ルーメン）を行った。嫌気状態は窒素ガスの間欠通気により行い、培養温度３９℃、人工唾液によるｐＨ６．５０でのｐＨコントロールを行った。
ルーメン細菌による飼料の消化試験は以下のように行った。人工ルーメンに評価飼料２０ｇを添加して培養を行った。この際、ルーメン細菌が飼料を消化して揮発性脂肪酸（酢酸、プロピオン酸、酪酸）が生成されるとｐＨが下がるので、ｐＨコントローラーによる人工唾液の自動添加でｐＨ６．５０に維持した。その際に添加した人工唾液と同量の培養液を排出液として引き抜き、排出液中の揮発性脂肪酸量をＨＰＬＣで定量した。評価飼料としては、コントロールである結晶セルロース粉（セオラス（登録商標）ＲＳＣ−９００、旭化成製）、比較例１の微粉砕物、及び製造例２の混合粉砕物を用いた。
【００４３】
（めん羊による家畜飼料の消化試験）
１飼料に付き去勢めん羊４頭を配置し、めん羊を個別消化試験ケージにて飼養した。試験区は基礎飼料区と家畜飼料区の２区とし、家畜飼料区は基礎飼料に製造例１の稲わら混合粉砕家畜飼料を乾物１０％量追給する設定とした。試験期間は予備期１週間、本期１週間とし、本期中の全糞採取を行い、糞の乾物量、成分分析より、供試飼料の消化率及びＴＤＮ含量を算出した。また、間接法により稲わら混合粉砕家畜飼料のＴＤＮ含量を推定した。
【００４４】
〔結果〕
（含水率とセルラーゼ糖化率との関係）
図１に、比較例１の杉粉末のみを、初期含水率を変更して高衝撃粉砕装置にて粉砕し、含水率とセルラーゼ糖化率への影響の測定の結果を示す。
図１に示すように、杉粉末の含水率が３０％を超えた場合、糖化率が大きく低下することがあった。したがって、高いセルラーゼ糖化率の粉砕物を調製するためには、含水率を３０％未満とすることが好適であった。
【００４５】
（混合粉砕物の平均粒径、セルラーゼ糖化率の関係、及び電子顕微鏡観察）
図２に、製造例１について、粉砕をおこなった際の混合粉砕物の平均粒径とセルラーゼ糖化率の変化を示す。平均粒径は、粉砕パスの２パス目で５０μｍ以下に到達した。また、糖化率は、粉砕パスの９パス目で３０％以上となった。
【００４６】
図３に、製造例１における粉砕パスの進行に従って取得した混合粉砕物を、走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す。粉砕パスの１パス目、４パス目では、再凝集による一体化が進んでいなかった。７パス目では、再凝集による微粒子形成が確認でき、１０パス目ではより複雑化した凝集体となっていた。また、１パス目では、図２に示したように平均粒径が１００μｍ程度で糖化率が２０％になっているものの、この時点では木質原料である杉と飼料原料である稲わらとの再凝集による一体化が進んでおらず、分離した微粒子が混合されている状態であった。このように微粒子化されていなかったり、再凝集による一体化が進んでいない状態であったりする混合粉砕物は、飼料原料の稲わらだけが反芻家畜の胃ルーメンで消化され、木質原料はそのまま残留すると考えられるため、本実施例の家畜飼料には適さないと考えられる。
【００４７】
図４に、製造例２について、ＴＲ３０００型タンデムリングミルを用いて電動機の回転数を１５００ｒｐｍで、粉末のフィードを７Ｈｚとして繰り返し粉末を通過させて粉砕をおこなった際の混合粉砕物の平均粒径（メディアン径）とセルラーゼ糖化率の変化を示す。この製造例２においても、混合粉砕物の糖化率は、粉砕パス毎にサンプリングした混合粉砕微粉末を用いて測定した。製造例２において、平均粒径は、２パス目で４０μｍ以下に到達し糖化率は７パス目で３０％以上となった。
【００４８】
また、参考例１については、得られた綿花の茎の微粉末のセルラーゼ糖化率を測定したところ４１．２％であった。この値は、図１で示す比較例１の杉微粉末のセルラーゼ糖化率に匹敵する値であった。このように、綿花の茎、竹等の木質植物の植物体を木質原料として、木材チップ等と同様に用いることが可能である。
【００４９】
（ルーメン細菌による飼料の消化試験の結果）
ルーメン細菌による飼料の消化試験について、上述の排出液中の揮発性脂肪酸量を測定したところ、揮発性脂肪酸の生成量は、それぞれ、コントロールである結晶セルロースは７．１１  ｍｍｏｌ／ｇ、比較例１のスギ微細木粉は１．１５  ｍｍｏｌ／ｇ、製造例２のスギとアルファルファの８：２混合粉砕物は０．９５  ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００５０】
（めん羊による家畜飼料の消化試験結果）
製造例１と比較例１の家畜飼料の飼料成分（％ＤＭ）を下記の表１に示す。
【００５１】
【表１】
2019004872.tif 000003
【００５２】
表１の項目のうち、ＤＭは、水分を除いた飼料成分の総和（％）である。ＯＭは有機物量（％）である。ＣＰは粗蛋白質含量（％）であり、飼料中に含まれる蛋白質を示す。ＥＥは、植物に含まれる植物性脂肪である粗脂肪（％）を示す。ＡＤＦは、酸性デタージェント繊維（％）であり、細胞壁のうちヘミセルロースを除いた成分であり、セルロースとリグニンに該当する成分を示す。ＮＤＦは、中性デタージェント繊維（％）であり、ヘミセルロース、セルロース、リグニン及び熱変性蛋白質からなる。ケイサンは、ケイ酸（ｓｉｌｉｃｉｃ  ａｃｉｄ）を示す。また、Ｃ．ＡＳＨは、粗灰分（ｃｒｕｄｅ  ａｓｈ）を示す。いずれも質量％で示す。
【００５３】
製造例１の稲わら混合粉砕家畜飼料は、比較例１の木スギのみから製造した木質飼料ペレットに比べ、稲わら混合により粗タンパク質含量（ＣＰ）が上昇し、繊維画分の含量が低下した。
【００５４】
また、稲わら混合家畜飼料の消化率（％ＤＭ）を下記の表２に示す。
【００５５】
【表２】
2019004872.tif 000004
【００５６】
製造例１の稲わら混合粉砕物を含む家畜飼料の乾物消化率は２２．５％、ＴＤＮ含量は２０．２％であった。稲わらのＴＤＮは４２．８％（日本標準飼料成分表２００１年版より）、製造例１における稲わらの混合割合は２０％なので、製造例１の木質原料のＴＤＮ含量は以下の計算より１４．６％と推定された。
ＴＤＮ＝（２０．２−４２．８／５）／０．８＝１４．６％
【実施例２】
【００５７】
（製造例３）
木質原料として杉チップと、飼料原料としてアルファルファ、稲わら、もみ殻、枝豆の茎、廃菌床を使用し、高衝撃粉砕装置によって混合粉砕を行った混合粉砕物を製造例３の家畜飼料として得た。
高衝撃粉砕装置はリング媒体を用いたバッチ式振動ミル（ＨＶ３０型タンデムリングミル）を用いた。杉粗粉末に混合する飼料原料は、アルファルファ、稲わら、もみ殻、枝豆の茎、廃菌床として、長さ５ｍｍ以下に裁断された粉末状にし、含水率は全て１５％程度に調整した。杉粗粉末６４０ｇに各種飼料原料１６０ｇを加えて８００ｇにし（混合割合、質量比で４：１）、振動数１６００ｒｐｍ、全振幅６ｍｍで６０分間の混合粉砕を行った。
【００５８】
図５に、このタンデムリングミルで混合粉砕した粉砕物のセルラーゼ糖化率の測定結果を示す。このセルラーゼ糖化率の測定は、上述の実施例１と同様に行った。後述する他の試験についても同様である。
結果として、いずれの飼料原料を混合した場合でも、杉単独で粉砕した場合と比べて遜色のないセルラーゼ糖化率を有する粉砕物が得られた。特に、廃菌床でその効果が高かった。したがって、混合粉砕により、粉砕物の酵素糖化を向上させつつ、混合する原料由来のタンパク源等の導入要素を粒子レベルで混合することが可能となる。
【００５９】
次に、製造された各種混合粉砕物のルーメン細菌による飼料の消化試験を行った。スギとアルファルファ、稲わら、枝豆の茎、廃菌床の４：１混合粉砕物の揮発性脂肪酸の生成量は、それぞれ０．８８、１．２９、０．５５、１．４０ｍｍｏｌ／ｇであった。スギと廃菌床の質量比で４：１混合粉砕物が、揮発性脂肪酸の生成量が最も高くなった。
【００６０】
（製造例４）
次に、木質原料として杉チップと、飼料原料として廃菌床を使用し、杉チップに対する廃菌床の混合割合を０、１０、２０、３０、４０、５０、６０質量％として、高衝撃粉砕装置による混合粉砕を行った。この混合粉砕物を、製造例４の家畜飼料として得た。
高衝撃粉砕装置はリング媒体を用いたバッチ式振動ミル（ＨＶ３０型タンデムリングミル）を用いた。廃菌床は含水率を１５％程度に調整した。廃菌床の混合割合は１０、２０、３０、４０、５０、６０質量％とした。混合粉砕は廃菌床の混合割合が０〜３０質量％では振動数１６００ｒｐｍ、全振幅６ｍｍにおいて６０分間実行した。廃菌床の混合割合が４０質量％以上の場合は、粉砕時のモータ負荷が大きくなったため、振動数１５００ｒｐｍとして、全振幅６ｍｍで６０分間実行した。
【００６１】
図６にタンデムリングミルで混合粉砕した杉及び廃菌床の粉砕物のセルラーゼ糖化率の測定結果を示す。この結果から、廃菌床を混合した場合、３０質量％程度までであれば安定した粉砕が可能であった。しかし、３０質量％を超える混合量となった場合、粉砕におけるモータ負荷が増大するため、安定した粉砕が困難となった。図６に示すように、セルラーゼ糖化率において、スギと廃菌床の混合割合が質量比で９：１の混合粉砕物の糖化率が最も高かった。
【００６２】
次に、製造された各種割合の混合粉砕物のルーメン細菌による飼料の消化試験を行った。スギと廃菌床の０、１０、２０、３０、４０、５０、６０質量％の混合粉砕物の揮発性脂肪酸の生成量は、それぞれ０．５３、１．４３、０．６８、１．３５、１．４０、１．２０、０．８２  ｍｍｏｌ／ｇであった。スギと廃菌床の混合割合は、質量比で９：１が最適であった。
【００６３】
なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の家畜飼料の製造方法は、反芻家畜のルーメン内での消化を安定させる実用的な家畜飼料を提供できるため、産業上に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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