(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水率５〜２５％の飼料用の植物種子をすりつぶし状態で圧縮粉砕する粉砕工程によって粉砕程度が異なる植物種子の粉砕物となし、該粉砕物の砕片に含まれる糖質成分を軟化させる加熱工程によって粉砕物を７０〜１５０℃の温度で粉砕物の砕片同士が溶融しない状態に加熱し、加熱後直ちに圧縮成形することによって、水を添加することなく、且つ粉砕物を成形するための接着材料を添加することなく粉砕程度の異なる砕片からなる成形物となすことを特徴とする飼料用の植物種子成形物の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程の温度を、植物種子をすりつぶし状態で圧縮粉砕する際に発生する摩擦熱から得ることを特徴とする請求項１記載の飼料用の植物種子成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛、豚及び家禽類の飼料として用いられる植物種子の成形物に関し、更に詳しくは、採食性及び消化性に優れた形態を有する植物種子成形物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より家畜飼料に用いられる植物種子は、エネルギー、蛋白質及び油脂等の重要な供給源となっている。例えば、トウモロコシは、エネルギーの供給原料として、牛、豚及び家禽類の飼料に一般的に配合されており、その配合量も多い植物種子の１つである。また、綿実は、リントに覆われ繊維分が比較的多く、脂肪分が豊富で、酪農において乳脂肪率の改善のために、飼料に配合される植物種子である。更に、大豆、大麦、籾米等についても、種々の栄養成分の補給あるいはトウモロコシの代替原料として飼料へ配合される植物種子である。これら植物種子はその使命から胚あるいは胚乳等の内容物を保護するために殻あるいは皮状の構造物で覆われているため消化が悪く、家畜に直接与えた場合、十分な消化が行われず、給与量に見合った飼料効果が得られないと言う問題があった。また、輸入される飼料用の植物種子は、外来性の雑草種子が混入している場合があり、家畜体内でも死滅せず牧草地あるいはその周辺地域で繁殖し、生態系へ影響することが懸念されている。
【０００３】
現在、消化性を改善する手段としては、ローラーミル等で粉砕処理し粉砕物として給与する方法あるいは蒸煮圧片として給与する方法が行われている。しかし、植物種子を粉砕物として給与する方法は、酵素作用を受け易くなり消化率は向上するが、細紛化に伴い食べ残しによる採食率の低下が起き易いと言う問題がある。また、ローラーミルによる粉砕は、小さな雑草種子の粉砕作用が小さく、また十分な熱処理がないために、外来性の雑草種子の侵入対策としては効果が期待できない。
【０００４】
蒸煮圧片として給与する方法は、物理的な作用以外に加熱によるデンプン質のα化等の変性を伴うため、著しい消化性の向上が見られ、外来性の雑草種子の問題もないトウモロコシの加工方法として広く普及している。しかし、蒸気を使うため飼料工場等の限られた場所でしか製造できず、また、乾燥工程が必要で製造コストが高くなるために、トウモロコシ以外の補助的に配合されるような植物種子あるいは病虫害等によって商品価値を失い飼料用にまわされる利用価値の低い穀物（植物種子）には利用し難い技術である。
【０００５】
一方、近年、粉砕物の欠点を補い飼料効果の高い加工方法として、粉砕物をペレット状に成形する方法が考案されている。このペレット状の飼料は、粉砕工程があるために消化性が改善されているだけでなく、紛体状より嗜好性が高い点においても評価が高い。しかし、このペレット化する方法については、植物種子の粉砕物を成形するために接着材料、例えば、デンプン、米糠あるいはコンニャク飛び粉等を必要とし、場合によっては水が添加されるために、混合工程、更には、成形後の乾燥工程が必要で、非常に煩雑な製造となり、製造コストが高くなると言う欠点がある。また、植物種子の栄養成分が接着材料によって希釈されるため、トウモロコシのように給与量の多い植物種子では、結果的に接着材料の給与量が増えることになり、飼料配合の設計上問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、牛、豚及び家禽類の飼料として用いられる植物種子を煩雑な製造工程を必要とせず、消化性及び採食性に優れた形態を有する安全で安価な植物種子成形物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、飼料用の植物種子をすりつぶし状態に圧縮粉砕して得られる、粉砕程度の異なる種子粉砕物を適度に加熱し、該粉砕物に含まれる糖質成分を軟化させた後に、直ちに圧縮成形することによって、消化性及び採食性に優れた形態を有する飼料用の植物種子成形物を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、飼料用の植物種子の成形加工において、含水率５〜２５％の飼料用の植物種子をすりつぶし状態で圧縮粉砕する粉砕工程によって粉砕程度が異なる植物種子の粉砕物となし、該粉砕物の砕片に含まれる糖質成分を軟化させる為に粉砕物を７０〜１５０℃の温度で粉砕物の砕片同士が溶融しない状態に加熱し、加熱後直ちに圧縮成形することによって、水を添加することなく、且つ粉砕物を成形するための接着材料を添加することなく粉砕程度の異なる砕片からなる成形物となすことを特徴とする飼料用の植物種子成形物の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に供される飼料用の植物種子としては、例えばトウモロコシ、大麦、綿実、大豆、籾米等が挙げれ、単独でも２種以上を混合して用いてもよい。また、植物種子の含水率は、圧縮粉砕時に水が滴り落ちない程度が良く、概ね５〜２５％の範囲にあることが望ましい。この時、含水率が０％付近では粉砕物が成形物にならず、また、２５％を超えると柔らかすぎて成形物にならない。
【００１０】
これらの植物種子は、すりつぶし状態に圧縮粉砕することによって、単なるひき割り状態に粉砕する場合よりも非常に複雑な形状を呈した砕片が得られ、水と良くなじむため、消化酵素及び体内微生物の作用を受け易く、更に、圧縮によって容易に砕片同士が結びつくようになる。また、７０〜１５０℃の温度で、種子粉砕物に含まれる糖質成分を適度に軟化させ、圧縮成形することで、接着材料を添加することなく粉砕物の砕片間の結合をより強くすると共に、デンプン質が熱処理を受けるため消化性の向上効果が期待できる。この時、温度が７０℃以下だと糖質成分の軟化が起こらず成形物にならず、また、１５０℃を超えると糖質成分が溶融し粒子が一体化して固体状になってしまう。この時の温度は、ヒーター等によって外部から加温することもできるが、植物種子を圧縮粉砕する際に得られる摩擦熱を利用することが経済的である。更に、すりつぶし状態の圧縮粉砕及び加熱は、混入している外来性の雑草種子を死滅させる効果がある。なお、圧縮成形時における圧力は、種子の種類、含水量によって多少の差はあるが崩壊性を目安とした場合５０〜３００ｋｇ／ｃｍ２が好ましい。
【００１１】
また、本発明の特徴は、植物種子の粉砕物砕片が溶融・結合しない程度に加熱することで、成形物が容易に崩壊し、消化性の良い粉砕物状態に戻る点にあり、この崩壊性を助ける手段として、様々な粉砕程度の砕片からなる成形物となしている。すなわち、このようにして製造された成形物は、内包される粉砕程度の粗い植物種子あるいは種子皮の砕片を起点に容易に崩壊するものである。
【００１２】
【実施例１】
次に、本発明を実施するに当たり、すりつぶし状態に圧縮粉砕する工程、加熱する工程及び圧縮成形する工程を、各々別の装置で行なうことも出来るが、これらの工程を１台の装置で行えるものとして本出願人の保有する特許第２５６７３２４号公報に示される圧縮微粉砕装置が挙げられる。該装置は、籾殻を対象とした装置であるが、本発明に係る飼料用の植物種子成形物の製造においても十分利用できるものである。
【００１３】
製造メカニズムとしては、最大径部位の近傍に設ける投入口から投入された植物種子は、大径側から漸減する小径側方向へ向けて強制的に移動する。この移動は、植物種子自身への圧縮力が増大する傾向の作用として働くとともに、擂る作用、潰す作用、かき回す作用の相乗作用を伴いながら排出口へ向けて進行し、この過程において、複雑な形状を呈した植物種子の粉砕物が製造される。また、この際、小径側の排出口に成形用スクリューを設け、投入された植物種子の移動速度を制御することによって、植物種子自身への加圧力が増大し、摩擦によって７０〜１５０℃の熱が得られる。この摩擦熱と移動速度の関係によって、粉砕物に含まれる糖質成分が適度に軟化され、更に、圧縮粉砕とほぼ同時に進行する圧縮成形によって、最終的に、成形用スクリューのピッチに沿ってロール状に押出された植物種子成形物が得られる。更に、この一連の工程では、ローター谷部付近より外側のハウジング内面付近の方が粉砕程度が高い状態で排出口へ向けて進行し、それと同時に成形が開始されて行くため、粉砕程度が不十分な植物種子あるいは種子外皮の砕片が成形物中に内包された状態となる。この内包された粉砕程度が不十分な植物種子あるいは種子外皮の砕片が起点となって、植物種子成形物の適度な崩壊が起こるものであり、これにより、家畜に採食された植物種子成形物は、直ちに崩壊し、体内中では粉砕物として機能することになる。
【００１４】
特許第２５６７３２４号公報に示される圧縮微粉砕装置を用いた実施例を示す。この実施例は処理物の滞留時間によって加熱程度を変化させるため、ピッチ２０ｍｍ、外径４６ｍｍ、内径２３ｍｍの成形用スクリュー（Ａ）、あるいはピッチ２５ｍｍ、外径４６ｍｍ、内径２３ｍｍの成形用スクリュー（Ｂ）を装着し、処理部ローターの回転速度を９２ｒｐｍの条件で、含水率１１％のトウモロコシ１０ｋｇずつを処理した。
【００１５】
ピッチ間隔が狭い成形用スクリュー（Ａ）を装着した場合、処理部排出口からの製品の排出量が抑制され、処理部内での滞留時間が長くなり、摩擦熱による加熱程度が大きくなった。この為、トウモロコシの粉砕物中の糖質成分が、溶融し餅状となって排出され、所望する形態の種子成形物は得られなかった。このことは、加熱時間を考慮する必要があることを示している。
【００１６】
ピッチ間隔の広い成形用スクリュー（Ｂ）を装着した場合、処理部内での滞留時間が短くなり、トウモロコシ粉砕物中の糖質成分が適度に加熱され、砕片同士が溶融することなく軟化し、直後の圧縮成形によって崩壊性を有するトウモロコシ種子成形物９．６ｋｇが得られた。
【００１７】
成形用スクリュー（Ａ）及び（Ｂ）を装着しトウモロコシを処理した場合の処理部排出口付近の摩擦熱温度を表１に示す。また、成形用スクリュー（Ｂ）を装着して処理した場合のトウモロコシ種子成形物の粒度分布（重量％）を表２に示す。なお、圧縮成形時の圧力は１００ｋｇ／ｃｍ２から１５０ｋｇ／ｃｍ２と推定される。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【表２】
0004603107.tif 000003
【００２０】
表２に示されるように得られたトウモロコシ種子成形物は、粒子径２．５ｍｍ以上の粉砕程度の低い砕片を２６．１％内包しており、この２．５ｍｍの粒子を起点に崩壊し易いという性質を有していた。
【００２１】
さらに、得られたトウモロコシ種子成形物２０ｇ及びα−アミラーゼ２ｇを、０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ５）２００ｍｌに加え、３０℃、攪拌条件下で酵素反応させた。また、比較対象として全粒のトウモロコシ、引き割トウモロコシを同様に処理した。３時間反応させた後、可溶性部分を遠心分離で除き、固形部分を乾燥し分解減量を測定した。この分解減量をデンプンの消化率として示した。その結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
0004603107.tif 000004
【００２３】
表３に示されるように、本発明によって得られたトウモロコシ種子成形物は、無処理及び引き割トウモロコシよりもデンプンの消化が高まっていた。デンプンの消化性が高まっている理由として、粉砕による細粒化だけでなく、熱処理によってデンプンが酵素処理を受け易くなったものと推定している。
【００２４】
【実施例２】
外来性の雑草種子を死滅させる効果の確認として水田雑草であるノビエの種子をモデル的に用いた。
【００２５】
（試験１）発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを添加した含水率１１％の丸粒トウモロコシ約１０ｋｇを前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．６ｋｇのトウモロコシ成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８２℃であった。
【００２６】
（試験２）発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを添加した含水率１２％の全粒大麦約１０ｋｇを前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．５ｋｇの大麦成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８３℃であった。
【００２７】
（試験３）発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを添加した含水率２１％の全粒綿実約１０ｋｇを前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．３ｋｇの綿実成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８０℃であった。
【００２８】
（試験４）発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを添加した含水率１３％の丸粒大豆約１０ｋｇを前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．５ｋｇの大豆成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８３℃であった。
【００２９】
（試験５）発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを添加した含水率１２％の籾米約１０ｋｇを前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．４ｋｇの籾米成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８４℃であった。
【００３０】
（試験６）含水率１２％のトウモロコシ約８ｋｇ及び含水率２１％の全粒綿実約２ｋｇを混合し、これに発芽能力のあるノビエ種子５ｍｌを加え、前記した圧縮微粉砕装置にかけ、約９．５ｋｇのトウモロコシ・綿実の混合成形物を得た。この時の排出直後の成形物温度は８３℃であった。
【００３１】
上記の試験１〜６で得られた植物種子成形物を薄く水を張ったトレーに乗せ、吸水による崩壊時間を測定した。更に、崩壊して得られた各々の植物種子の粉砕物を水田作土の表面に広げ、ノビエの発芽の有無を調査した。また、各々の植物種子成形物２ｋｇをオーツ乾燥６ｋｇとともに育成雌牛に与え、嗜好性、食べ残し等の調査を行なった。その結果を表４に示す。
【００３２】
【表４】
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【００３３】
この結果より、外来性の雑草種子の侵入を防止でき、また、煩雑な工程を必要とせず、安価に消化性、採食性に優れた形態を有する飼料用の植物種子成形物が提供できる。
【００３４】
【発明の効果】
叙上の方法によって、成形物が粉砕程度の異なる砕片から構成される為に粗い砕粉を起点に容易に崩壊し、特に消化性に優れた飼料を得ることができる。また同時に雑草の種子も完全に無害化でき、生態系への影響も防止できる。