(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖蜜または発酵残渣から得られた、有機酸を含有する分画であって、酸性で、固形分基準で、１８〜４５％の有機酸含量及び３．０〜５．５％のカリウム含量を有し、そしてピロリドンカルボン酸及び乳酸を含み、分離機の糖蜜または発酵残渣のｐＨを、酸を加えることによって低下させｐＨをｐＨ５未満に減少させ、そして生じた沈澱を除去し、これにより前記有機酸を含有する分画を残す方法によって製造される前記分画の、微生物活性を刺激することによって飼料を保存するための使用。
【請求項２】
乳酸菌を添加することによって効果を高めることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の有機酸を含有する分画の使用。
【請求項３】
糖蜜または発酵残渣から得られた、有機酸を含有する分画であって、酸性で、固形分基準で、１８〜４５％の有機酸含量及び３．０〜５．５％のカリウム含量を有し、そしてピロリドンカルボン酸及び乳酸を含み、分離機の糖蜜または発酵残渣のｐＨを、酸を加えることによって低下させｐＨをｐＨ５未満に減少させ、そして生じた沈澱を除去し、これにより前記有機酸を含有する分画を残す方法によって製造される前記分画の、微生物活性を刺激することによって飼料の利用を高めるための使用。
【請求項４】
乳酸菌を添加することによって効果を高めることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の有機酸を含有する分画の使用。
【請求項５】
固形分基準で、１８〜４５％の有機酸含量及び３．０〜５．５％のカリウム含量を有する、糖蜜または発酵残渣から得られた、有機酸を含有する分画であって、該分画は、酸性で、ピロリドンカルボン酸及び乳酸を含み、分離機の糖蜜または発酵残渣のｐＨを、酸を加えることによって低下させｐＨをｐＨ５未満に減少させ、そして生じた沈澱を除去し、これにより前記有機酸を含有する分画を残す方法によって製造され得ることを特徴とする分画。
【発明の詳細な説明】
本発明は、飼料の保存、微生物の生長及び活性の刺激、及び飼料の利用を高めることを目的とする、発酵残渣及び糖蜜から得られる有機酸を含有する分画の使用に関するものである。この分画は、有機酸及び他の微生物の生長や発酵を刺激する様々な物質等を含有し、飼料の保存、微生物生長の刺激、反芻動物第一胃での発酵の刺激、及び反芻動物等の飼料の摂取等について有用である。この分画は、単独または飼料と混合して、または分画の酸性度に抵抗し酸を産生する微生物と一緒に使用することができる。
背景
飼料を適切に保存することは、動物の栄養摂取及び行動の両方にとって極めて重大なことである。一般的に用いられるＡＩＶ法では、飼料のｐＨを約４に下げ、それによって微生物の活性が阻害され、飼料における固形分及び蛋白質の損失が低下する。以前は無機強酸によってｐＨを下げていたが、現在保存のために最も多く使用されている酸はギ酸である。強酸は飼料内の微生物の生長を阻害するのに効果的であるが、反芻動物の第一胃においてはこの特性はギ酸よりも有意点が少ない。さらに、酸が微生物の生長を完全に阻害できなかった場合、競争がなくなるために最も有害な微生物種が貯蔵牧草（サイレージ）にコロニーをつくる危険性がある。
微生物または植物由来の数種の塩類及び産生物は、強酸の効果を高めるため、または保存料としての酸の代替として用いられてきた（Bolsen, K. & Heidker, J.I., 1985, Silage Additivies USA, Chalcombe Publications, UK）。これらの添加物は、乳酸菌などの有益な細菌の生長を高めるため、またそれによって、酵母菌、かび類、クロストリジウム及びコリ型細菌などの有害な微生物の生長を阻害するために頻繁に用いられている。これらの細菌の生長には炭水化物の非存在下が適していることから、乳酸菌の使用は多くの場合制限される。
砂糖製造の副生物である糖蜜及びその発酵副生物である発酵残渣は、サイレージ及び反芻動物の飼料の添加物として知られている（Bolsen, K. & Heidker, J.I., 1985; Haaksma J., 1987, 圧搾したパルプ状の大豆を摂取する肉牛における比率において、食料のタンパク質を発酵残渣またはＮＰＮ由来のタンパク質で置換した場合の、生長、エネルギー効率及び堆肥の割合に対する影響、Mededeling, Instituut voor Rationele Suikerproduktie, no. 15, 23 pp.; Herold, I., Takacs, F., Beri, B. & Kota, M., 1987, 高タンパク含有緑草から作られるサイレージに対する化学的及び生物学的保存料の影響）。これらの副生物は窒素含有量が高いため、添加によってサイレージのタンパク値は効率的に増加する。しかし、糖蜜及び発酵残渣は、飼料のｐＨを著しく低下させる程酸性ではない。栄養学的には、糖蜜及び発酵残渣はカリウムの含有量が高いために、マグネシウムの吸収を低下させるという問題を引き起こす可能性がある（Tomas, F.M. & Potter, B.J., 1976.:羊におけるマグネシウム吸収に対するカリウムの効果及び作用部位、Aust. J. Agric. Res. 27, 873-880; Fontenot, J.P., Allen, V.G., Bunge, G.E.及びGoff, J.P., 1989, 反芻動物におけるマグネシウムの吸収及び代謝に影響する因子、Journal of American Science 67, 3445-3455）。
発明の簡単な説明
本発明において、発酵残渣及び糖蜜からの新規な産物の開発に成功した。この産物はカリウムの含有量が低く、有機酸の含有量が高いことから酸性である。
本発明は、飼料の保存、動物の飼料及び餌の利用を高めること、及び微生物の生長及び活性、特に反芻動物の第一胃での発酵を刺激することを目的とする、発酵残渣及び糖蜜由来の有機酸を含有する分画（バイオアシッド）の使用に関するものである。
この分画は、発酵残渣及び糖蜜をカリウム沈澱、及び任意のクロマトグラフィー分離工程に付すことによって得られ、これらの工程によって出発原料からカリウム分のほとんどが除去される。任意のベタイン分画の除去によって、グリセリン及び単糖類もまた除去される。
有機酸を含有する分画はこのように植物由来の有機材料から製造され、その組成は製法及び原材料に依存し、非常に変化に富んでいる。分画は主として乳酸、酢酸及びピロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）などの有機酸からなり、固形分中のこれら有機酸の比率は約１８ないし４５％である。またこの分画は比較的大量の含窒素物質を含有する：分画の総窒素含有量は約３ないし１２％でありアミノ酸含有量は約１ないし１０％である。総炭水化物含有量は約５ないし３５％である。固形分中の灰分の比率は約１２ないし３０％である。製法によって、ベタイン含有量は約１ないし２０％の間で変化する。
有機酸を含有する分画は、飼料の保存、微生物の刺激、特に反芻動物の第一胃の発酵の刺激、及び反芻動物の飼料摂取の刺激において効果がある。この分画を反芻動物の第一胃発酵及び飼料摂取を刺激するために使用する場合、飼料またはサイレージに分画を加えることができる。また、発酵を高める目的でも、分画は同様に反芻動物の飼料の添加物として使用することができる。
また有機酸を含有する分画は、分画の酸性度に抵抗し酸を産生する微生物を同時に用いて飼料の保存に使用することができる。その微生物は、分画と別々に加えるかまたは混合して使用することができる。この種類の微生物は分画と相乗的に作用することが観察されている。またこのことは、分画を適当な微生物とともに使用する場合には、当然に分画の量を有意に低減できることも意味している。分画の酸性度に抵抗し酸を酸性する微生物と混合した、有機酸を含有する分画は、飼料の保存、反芻動物第一胃での発酵の刺激、及び反芻動物の飼料摂取の刺激に効果がある。反芻動物の第一胃での発酵及び飼料摂取を刺激するために使用する場合、有機酸は飼料またはサイレージに加えることができる。また、発酵を高めるためには、有機酸は単独または混合して使用するか、または反芻動物の飼料の添加物として独立して投与することができる。
発明の詳細な説明
有機酸を含有する分画の製造
デンプン加水分解物及びサトウキビやサトウダイコンから得られる糖汁などの植物由来の糖蜜及び他の糖含有抽出物は、アルコール、酵母、クエン酸、グルタミン酸、リシン及び他の様々な発酵産物の製造時等、発酵産業の多くの分野で原材料として使用されている。発酵培養液から一次産物を回収する際に、薄い副生物溶液が残る。発酵で得られたこの薄い副生物を濃縮したものは、一般的には発酵残渣と呼ばれている。またこの濃縮物はＣＭＳ（Condensed Molasses Solubles; 濃縮糖蜜溶液）及びＣＰＬ（Complement proteique Liquide; 補足タンパク溶液（＊１））としても知られている。慣習的には、発酵残渣（多くの場合非濃縮物）は不要物として廃棄処理されるか、カリウム肥料として、またはウシの飼料の添加物として使用されている。発酵残渣は、低コストで代謝可能なエネルギーを産生し、また結合剤としても使用するので、ウシの飼料として使用されている。またタンパク源としての発酵残渣の価値も研究されている（Deleplanque, G. & Maindron, G., 1982, LeC, P.L. et la Pulpe Surpressee Ensilee, Secopal S.A.）。
発酵残渣はカリウム含有量が高いことから、発酵残渣摂取動物にマグネシウムの吸収障害などの問題を引き起こす可能性がある。カリウム含有量を低減するための様々な方法が開発されている（Lesaffre & Cie, FR 1,497,480, 1967; Beghin-Say, S.A., FR 2,573,088, 1986; Julsingba, J., NL 6,800,313, 1969; DE 1,817,550, 1970）。これらの方法は、実質的に中性条件下で、塩としてまたは硫酸塩のイオンとの複塩として、カリウムを沈澱させることに基づくものである。カリウム含有量を低くした発酵残渣製品は、Ｐｒｏｕｖｉｔａｌ、Ｐｒｏｔｅｉｎａｌ、Ｓｉｒｉｏｎａｌ、Ｖｉｐｒｏｔａｌなどの商標名で販売されている。
また、発酵残渣から有用な成分を回収することも可能である。一例はベタインであり、Ｈｅｉｋｋｉｌａ（＊２）らによる米国特許４３５９４３０号及び５１２７９５７号に記載されているように、クロマトグラフィー分離方法によってベタインを回収することができる。またベタインは陽イオンまたは陰イオン交換体のいずれかのイオン交換体によっても回収することができる。回収できる他の有用な成分には、グリセリン、単糖類、アミノ酸類及びコハク酸などがある。グリセリン及びグルコースの回収及びアミノ酸類の分離は、Ｂｕｒｒｉｓ， Ｂ．Ｄ．、１９８６、「希釈培養液からのグリセリン、デキストロース及びアミノ酸類などの化学物質の回収」、バイオマス由来の燃料アルコール及び化学物質に関する国際会議、フロリダ州マイアミビーチ、において発表されている。欧州特許出願０４１１７８０Ａ２、Ｋａｍｐｅｎ、には、ベタイン及びグリセリンと同様に、コハク酸の回収が記載されている。これらの有用な成分を回収した後に残るものは、高濃度の残存成分を含む別の種類の発酵残渣である。
カリウムは、発酵残渣または、新規で経済的な工程による上記の方法などで処理された発酵残渣から除去することができ、その工程では、酸を加えることによって発酵残渣のｐＨを下げている。使用する酸は塩酸または特に硫酸などの無機酸が有利であって、これらの酸によって、カリウムは塩及び／または複塩として沈澱する。ｐＨは通常約５．０以下、好ましくは約３．０ないし３．８に調製する。生成したカリウム塩は、蒸発性結晶化装置で制御されて沈澱または結晶化し、濾過、デカンテーションまたは遠心分離、またはこれらの混合などによって除去される。残る分画は有機酸を多く含有しており、この有機酸は元来、植物によって、及び／または、植物抽出物または糖蜜の加工処理に用いられる様々な化学的及び／または微生物学的工程において生成されている。またこの分画を本出願においてバイオアシッド（Bioacid）と呼ぶ。また、類似の有機酸を含有する分画は、糖蜜の一部または全部からの砂糖の抽出によってできる残余の生成物からも製造することができる。この種の製法は、Ｈｅｉｋｋｉｌａ（＊２）らの米国特許４３５９４３０号及び５１２７９５７号に記述されている。関連する副生物は、分離機糖蜜、残余糖蜜、及びＣ．Ｓ．Ｂ．（condensed separator by-product; 濃縮分離機副生物）などと呼ばれている。所望により、ベタイン、単糖類、グリセリンまたは他の化合物は、分離機糖蜜の一部または全部からこの分野で公知の方法によって分離することが可能で、その方法のいくつかは上記に示されている。糖蜜から得られる分画の組成は、発酵残渣から得られる分画と幾分異なり、通常糖の含有量が少し高く、有機酸の含有量は少し低い。このことは、分離機糖蜜の製造には発酵段階がないことが原因の一部である。発酵残渣製造中の発酵段階において、微生物は糖類の一部を使用して多量の有機酸を生成する。さらには、糖蜜から得られる有機酸を含有する分画は、酵母菌の発酵の副生物である乳酸びコハク酸含有量が通常では少ないことが指摘されている。
有機酸を含有する分画の組成
元来原材料は植物由来である。植物原料の組成は、品種、土、肥料、天気及び他の条件によって変化する。また、植物原料の加工処理の方法によっても、中間体の組成は影響される。得られた中間体を発酵した場合、発酵方法は発酵生成物の組成に影響する。つまり、クロマトグラフィー処理が行われた場合、用いられたクロマトグラフィーの方法は生成物の組成に影響する。これらに加えて、上記のように他の様々な操作を行うことが可能である。従って、有機酸を含有する分画の組成はかなり変化する可能性があり、本発明に用いられる分画はその組成が非常に大きく変化する可能性があることが理解できる。本発明に関して本質的な特徴は、分画が酸性であって、その有機酸の含有量が多く、カリウムの含有量が少ないことである。
原材料は例えばサトウダイコンであり、その組成は上記したパラメーターによって変化する。サトウダイコンの加工処理に使用される方法は、得られる糖蜜の組成に影響し、さらなる加工処理、クロマトグラフィーまたは発酵工程、及びそこでの処理条件によって、得られる生成物の組成は影響される。所望により、ベタインまたはベタインの一部は生成物から除去することができる。加えて、少なくとも一部のカリウムは生成物から除去される。この生成物から回収される有機酸を含有する分画、バイオアシッドは、最終産物であり、その組成は明らかに変化する可能性がある。
サトウダイコンの加工処理で得られるいくつかの副生物について、典型的な組成を表１に示す。
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出発原料及び処理にかかわらず、分画の有機酸含有量は高く、固形分に対して通常約１８ないし４５％、好ましくは３０ないし４５％である。有機酸の主要成分は、ピロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）及び乳酸であり、約１０ないし２０％存在する。これらに加えて、この分画は、少量、通常１％未満の酢酸、マレイン酸、コハク酸、プロピオン酸及びギ酸などを含有する。またこの分画は比較的多量の窒素含有物質を含有する：この分画の総窒素含量は約５ないし１２％であり、アミノ酸含量は約１ないし１０％である。総炭水化物含量は約５ないし３５％である。固形分中の灰分の比率は約１２ないし３０％である。ベタイン含量は処理によって１ないし２０％の間で変化する。
分画のカリウム含量は、添加する酸の量をコントロールすることによって所望の値に調節することができる。通常のカリウム含量は、約３．０ないし５．５％である。ｐＨは酸性であり、通常約５．０未満、好ましくは約３．０ないし４．０である。
有機酸を含有する分画の利用
有機酸を含有する分画には、特に有用な特徴が３点ある。分画は、保存料として非常に有用な酸性生成物である。この分画は、単独でまたは乳酸菌などの適当な酸抵抗性及び酸産生菌と混合して、サイレージの製造に特に有用である。
例えば、発酵残渣から得られる分画は、乳酸（約７重量％）、酢酸（約１重量％）及びＰＣＡ（約１０重量％）を含有す可能性がある。この酸性生成物のｐＨは約３ないし４であり、この生成物を飼料に添加した場合には、通常の強酸性の保存料を使用したときと同様に、植物原料のｐＨは下がり、品質保持期限は延びる。しかしながら、この分画の効果は強酸より弱く、ｐＨを下げるためには多量を投与する必要がある。別の代替法は、分画を乳酸菌などと一緒に使用することである。それにより有意な相乗効果が得られ、分画の量を減らすことができる。両方の場合において、有機酸を含有する分画によって飼料の質が有意に改善される。
飼料を保存する際に、分画を単独の保存料として使用する場合の適当な使用量は、約１５ないし５０ｋｇ／ｔｎ（トン）である。
分画と酸抵抗性及び酸産生微生物を一緒に使用する場合、分画の適当な使用量は約４ｋｇ／ｔｎ以上である。
また、「飼料」という用語は、ここではその一般的な意味に用いられていることも指摘される。従って飼料は、干し草、牧草、穀草、穀類、または豆類などを包含する。
また、有機酸を含有する分画は、様々な微生物の生長に対する刺激効果を持つことが観察されている。所望の微生物の生長及び活性を所望の通り刺激することができるので、このことはサイレージを製造する際に有用な性質である。また、これは他に使用する際にも有用である。この分画は、例えば一般的に微生物の生長を刺激するために、また特にさまざまの発酵過程に使用することができる。例えば、この分画は反芻動物第一胃の発酵過程に対して極めて予想外の刺激効果を有することが観察されている。従ってこの分画は、飼料の利用を高める物質としても非常に有用である。
有機酸を含有する分画について、第三の重要かつ驚くべき性質は、その好ましい風味と食欲増進効果である。このためこの分画は、風味を改善する等の目的で、動物飼料の添加剤として使用することができる。この分画は食欲を刺激することから、動物を良い状態に保ち、体重または牛乳などの特定の産物の生産を増やすのに役立つ。
乳牛における例として、特に産後、牛乳の生産が急激に増加することでエネルギー損失が大きく、エネルギーの需要が最も高いとき、固形分（エネルギー）の摂取が少ないことは大きな問題である。ウシの好む風味の成分を使用すること、特にプロピレングリコール、グリセリン及び血中グルコース濃度を上昇させることで脂質代謝に影響を与えることができる類似の物質と混合して使用することは、ウシがケトン症（アセトン血症）にかかるのを予防するのに有効である。しかしながら、ケトン体生成阻止性物質は、ウシの嗜好については考慮されておらず、食欲を喪失している動物に対しても強制的に与えなければならない。出産前の乳がでない期間に雌牛が規定体重を超過し、なおかつ食べ過ぎた場合に、ウシが食欲を喪失することがよくある。農家の人が、出産前に濃縮物の量をどんどん増量して与えて、出産に続くエネルギーの不足に雌牛を適応させようとすることから、出産前に餌をやり過ぎることは世界中の酪農でよく見られる問題である。その結果、肥満、脂肪肝、食欲の喪失が起こったり、出産後に急速にエネルギー需要が増加するにもかかわらず飼料（エネルギー）摂取が減少したりする。
従ってエネルギーの摂取は牛乳の生産量に影響する。有機酸を含有する分画によって飼料の摂取が増加することから、有機酸は牛乳及び肉の生産量を増し、従って酪農及び畜産において主要なファクターとなるであろう。
有機酸を含有する分画の製造、特徴及び使用について、以下の実施例でより詳細に説明する。実施例は、発明の説明のみを目的とするものであって、発明の範囲を制限するものとして理解すべきではない。以下の実施例において、有機酸を含有する分画をバイオアシッドと称する。
製造例Ｉ
アルコール製造の発酵段階の後、発酵させたマッシュから遠心分離によって酵母菌を除去した。次にマッシュは蒸留塔に運ばれ、アルコールが除去された。蒸留塔の底部には溶液状の発酵残渣が形成され、その発酵残渣はなお約０．０５ないし１．５容量％の不溶物を含んでいた。その不溶物は通常通り、細かい酵母細胞、他の微生物細胞、壊れた細胞の破片などで形成されている。溶液の固形分含量は、６．５ないし１３重量％の間でばらつきがあり、固形分基準のカリウム含量は１０．７ないし１１．７重量％であった。
固体を含む溶液を約８５ないし９５℃に加熱した。ｐＨは約６．５ないし７．０に調製し、溶液はディスクスタック清澄遠心機（Westfalia SB7）によって回転速度８５００ｒｐｍで不溶物を除いた。不溶物を除いた発酵残渣は強制循環エバポレーター（Rosenlew）を用いて濃縮し、固体含量を約５９ないし６５％とした。固体含量が約４０重量％のときに、硫酸カリウムの結晶形成が始まった。
硫酸カリウムの結晶は、デカンテーションによってスラリーとして除いた。結晶は底部に沈み、比較的清澄な溶液は上部からデカントした。ここでは重力に基づくデカンテーションを用いた。当業者にとっては遠心分離デカンターや濾過等の他の方法や手段を使用することも明らかに可能である。分離されたカリウム塩結晶のスラリーの総量は１６容量％であった。
カリウム塩結晶はスラリーより、紙製の濾板（Carlson）からなるフィルタープレスを使用して回収した。また結晶は他のフィルター手段や、例えば穴の開いたまたは網状のスクリーンを有するバスケット遠心機によっても回収することができる。
デカントした溶液もまた紙製の濾板（Carlson）を用いたフィルタープレスで濾過し、微細な結晶及び残存する不溶物を除いた。また濾過助剤（Kenite 300）も使用した。濾過は非常に容易に実施され、フィルターの固体空間は工程中にほとんど完全にふさがれた。
次に、上記で得られた不溶物を除いた発酵残渣は、パイロットスケールのクロマトグラフィー分離機で、二つの分画：ベタイン、グリセリン、イノシトール、単糖類及び多少のアミノ酸類を含むベタイン分画、及び、イオン化物質、高分子化合物等のほとんどを含む脱ベタイン分画、に分離した。
ｐＨが約６．９で固形分基準のカリウム値が約１４％である発酵残渣分画は、強制循環エバポレーター（Rosenlew）を使用して、固形分含量が約５９ないし６１％となるように濃縮した。蒸発を１２０ないし２００ｍｂａｒの絶対圧力の真空下で行った。良好な結晶成長速度を維持し、新たな結晶核の形成を避けるために、硫酸（９６％）をゆっくりと溶液に加えた。中和剤は添加しなかった。溶液の最終ｐＨは約３．１であった。この時点で、スラリーは約２０重量％の結晶を含んでいた。結晶は、穴の開いた金属スクリーン（Heine）を有するバスケット遠心分離によって分離した。結晶ケーキの固形分含量は９８％であり、そのうちの３４％はカリウムであった。有機分画のカリウム含量は４．９％であり、有機酸含量は３０％、アミノ酸含量は４％であった。
製造例ＩＩ
酵母菌製造の発酵段階の後、発酵させた母液から遠心分離によって酵母菌を除去した。母液は、なお約０．０１ないし０．８容量％の不溶物を含む溶液状の発酵残渣であった。この不溶物は通常通り、細かい酵母細胞、他の微生物細胞、壊れた細胞の破片などで形成されている。溶液の固形分含量は、３ないし７重量％の間でばらつきがあり、固形分基準のカリウム含量は１１．２ないし１３．１％であった。
固体を含む溶液を約８５ないし９５℃に加熱した。ｐＨは約６．５ないし７．０に調製し、溶液は高速清澄遠心機（ディスクスタック清澄遠心機、Westfalia NA7）によって回転速度８５００ｒｐｍで不溶物を除いた。不溶物を除いた発酵残渣は通常通り不溶物を約０ないし０．０５％含んでいた。不溶物除去率は、通常通り９０％以上であった。
不溶物を除いた発酵残渣は、製造例Ｉに記載した方法で濃縮し、同様の結果を得た。
硫酸カリウム結晶は、製造例Ｉに記載した方法で除去した。
デカントした発酵残渣は、製造例Ｉに記載した方法で濾過した。
この方法で前処理された発酵残渣は、製造例Ｉに記載した方法で、パイロットスケールのクロマトグラフィーＦＳＢ−ＳＭＢ分離機で分離した。
ベタインを除去したｐＨ約７．５の発酵残渣分画は、強制循環エバポレーター（Rosenlew）を用いて固形分含量が約６８ないし６９％になるように濃縮した。良好な結晶成長速度を維持し、新たな結晶核の形成を避けるために、硫酸（９６％）をゆっくりと溶液に加えた。中和剤は添加しなかった。溶液の最終ｐＨは約３．１であった。この時点で、スラリーは約２０重量％の結晶を含んでいた。結晶は、穴の開いた金属スクリーン（Heine）を有するバスケット遠心分離によって分離した。結晶ケーキの固形分含量は９７％であり、そのうちの３２％はカリウムであった。有機分画のカリウム含量は４．１％であり、有機酸含量は３３％、アミノ酸含量は２％であった。
製造例ＩＩＩ
固形分基準で、ビート糖分５９％、ベタイン含量５．５％、及びカリウム含量６．０％を含むビート糖蜜は、工業的クロマトグラフィー分離プラントで三つの分画に分離した：
１．固形分基準でビート糖分９０ないし９２％を含むビート糖分画、
２．固形分基準で約４５ないし５０％のベタインを含むベタイン分画、及び
３．固形分基準で、ビート糖分約２２％、ベタイン約０．７％及びカリウム約１３．９％を含む副生物分画。
ｐＨが約９．５ないし１０である副生物は、複合作用の蒸留機システムを使用して固形分含量約７０ないし７３％に濃縮した；最終段階で強制循環エバポレーター（Rosenlew）を使用した。蒸留の前に薄い溶液に硫酸（９６％）を加えた。蒸留後、溶液のｐＨは約３．８であった。スラリーは約２２重量％の結晶を含んでいた。結晶スラリーはデカンテーションによって除去した。デカンターの上澄（有機分画）及び底部（結晶スラリー）は、それぞれフィルターブレス（Seitz Orion）及びカールソンフィルターを用いて濾過した。上澄の濾過では、濾過助剤（Kenite 300）を使用した。底部の濾過によって得られた結晶ケーキは、約８９％の固形分を含んでおり、そのうちの３０％がカリウムであった。有機分画は、カリウム３．９％、有機酸約１９％、及びアミノ酸１％を含有していた。
製造例ＩＶ
アルコール製造から得られ、固形分基準のカリウム含量が約１２％であり、ｐＨが約５．６であるビートベースの発酵残渣は、強制循環エバポレーター（Rosenlew）を使用して固形分含量５９ないし６１重量％に濃縮した。蒸発を、絶対圧力が１２０ないし２００ｍｂａｒの真空条件下で実施した。溶液の最終ｐＨが約３．１になるまで、硫酸（９６％）をゆっくりと溶液に加えた。この時点でスラリーは約１８重量％の結晶を含んでいた。結晶は、穴の開いた金属スクリーン（Heine）を有するバスケット遠心分離によって除去した。結晶ケーキの固形分含量は約９７％であり、そのうちの約３２％がカリウムであった。有機分画は、カリウム約５．２％、有機酸約２２％、及びアミノ酸約３％を含有していた。
実施例１
バイオアシッドの酸性度に基づく保存
チモシーを収穫し、約１ｃｍにカットし、所望の添加物を噴霧して、実験室スケールのサイロに詰めた。保存料として、様々な濃度のバイオアシッド及び慣用的な量のギ酸を使用した。保存料を添加しなかった飼料を対照とした。３ヶ月後サイロを開けて、サイレージのｐＨを、一定量のサイレージを蒸留水で抽出し、抽出液のｐＨを測定することによって決定した。結果は、３件の並行試験の平均として表２に示す。その結果として、バイオアシッドを約１６リットル／ｔｎ以上使用したとき、ｐＨが影響を受けたことが示されている。３２リットル／ｔｎ使用したとき、サイレージのｐＨは４．８であり、強酸であるギ酸を用いた場合とほぼ同じ値であった。
0003855107.tif 000003
実施例２
バイオアシッドの酸性度に基づく保存
サイロでの貯蔵条件が悪い場合には、多量のガスを産生する好ましくない微生物によって飼料は腐敗する。そしてサイレージの固形分の一部はガスとして失われ、サイレージ製造の経済性が低下する。ガスの産生量を測定することによって、貯蔵している間の飼料の固形分損失に対するバイオアシッドの効果を分析する。保存の初期では、サンプルは毎日採取し、後にガスの産生が減速したときにはサンプル採取の頻度を減らした。この試験における飼料は、チモシー及びライグラスより製造され、バイオアシッドを様々な濃度で添加した。結果を表３に示す。
0003855107.tif 000004
これらの結果は、チモシー及びライグラスのどちらについても、バイオアシッドをわずか８リットル／ｔｎ添加しただけで固形分損失が明らかに低下したことを示している。バイオアシッドを１６リットル／ｔｎ使用した場合は、固形分損失は、チモシーで半分に、ライグラスで３／４に低下した。
実施例３
乳酸菌の刺激に基づく保存
バイオアシッドには、乳酸菌の生長に対する刺激効果があることも観察された。用いられた飼料が適切な乳酸菌を含んでいた場合、高品質のサイレージを生産するために微生物を添加する必要はなく、その上固形分の損失も少ない。しかしながら、有用な微生物の数は非常に少ないことから、バイオアシッドが有害な微生物の生長を刺激し、サイレージの腐敗へつながってゆく可能性がある。有効な乳酸菌を確実に存在させるために、バイオアシッドに好適に適応する微生物を飼料に添加することができる。
様々な乳酸菌の適当性は、バイオアシッドの存在下及び非存在下で菌を育てることによって調べることができる。本発明では、例えば、牧草抽出物、グルコース１％、キシロース１％、及び任意のバイオアシッド１％からなる培地を使用した。乳酸菌の生長は、２８℃で２４時間インキュベーションした後、６００ｎｍの吸収を測定することによって分析した。市販されている数種の乳酸菌種に対する、発酵残渣が主原料のバイオアシッドの刺激効果を、表４に示す。糖蜜が主原料のバイオアシッドについての対応するデータを表５に示す。
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実施例４
乳酸菌の刺激に基づく保存
チモシー及びライグラスのサイレージは、バイオアシッドまたは乳酸菌（SSV Bio 2 L. plantarum及びP. pentosaceus）または両方を加えることによって製造した。保存した初めの８日間、サイレージのｐＨを測定した。乳酸菌の添加によって、ｐＨ反応速度に顕著な効果が現れたが、一方バイオアシッドは、この試験でサイレージに加えられた量では、ｐＨ低下を有意に促進しなかった。しかしながら、酸の添加によって、チモシー及びライグラスの両方の固形分の損失が低減された。ｐＨ反応速度に関する結果を表６及び表７に、ガス産生に関する結果を表８に示す。
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これらの結果から、バイオアシッドは、比較的多量使用する場合、及び好適な乳酸菌とともに少量使用しようする場合でも、非常に効果的な保存料であることが明らかに示される。
実施例５
反芻動物第一胃での発酵プロセスの刺激
反芻動物におけるインビボの飼料の消化性及び利用は、通常インビトロのガス産生を基に評価される（khazaalら、1993, Anim. Prod. 57, 105-112）。バイオアシッドによるガス産生は、以下の方法で分析した。
それぞれ１ｇの固形分を含む１１のサイレージサンプルをギ酸処理（４リットル／ｔｎ）し、厳密な嫌気性条件下、反芻動物第一胃の胃液中で２４時間インキュベートした（反芻動物第一胃刺激法、Van Soest, P., 飼料繊維分析、Agricultural Handbook No. 379, Agricultural Research Service, 米国農務省、1975）。それぞれ２４％の固形分を含有している上記サンプルのうちの３本に、インキュベーションの前に１６リットル／ｔｎのバイオアシッドを混合した。バイオアシッドの固形分含有量は６０％であり、従って、バイオアシッドによって、後者のサンプルの固形分含有量が４％（０．０４ｇ）増加した。ガス産生はシリンジを用いて測定した。結果を表９に示す。
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バイオアシッドによって、２４時間のインビトロのガス産生は有意に増加した。表９に示されている１２％の増加は、固形分としてのバイオアシッドの添加がサイレージ１ｇ当たりわずか０．０４ｇであったことから、おそらく基質の添加それ自体よりはむしろ、微生物活性の上昇または微生物の選択によるものであろう。
この試験において、ガス産生によって測定した微生物活性は、初めの２４時間は上昇し、次の２４時間は減少した。このことは、飼料がより早く消化されるなど、サイレージ固形分中に存在する有効な有機物がより迅速に利用されることを示している。飼料の消化が早くなるにつれて、動物の通常の食物摂取量は増加し、次にエネルギー摂取及び行動量が増加する。このことは、反芻動物の生産を考慮した場合などに、経済的に重要である。
実施例６
風味及び食欲の刺激
牧草を刈り取り、冷所（＋４℃）に一晩貯蔵した。翌日、牧草の温度を室温（＋１８℃）まで上げ、８リットル／ｔｎのバイオアシッドを添加し、混合物を攪拌した。次にそれを、無作為に選択（毎日）した１０頭の雌牛に与えた。ウシは新鮮で刈り取ったばかりの牧草も自由に食べることができた。驚くべきことに、１０頭の雌牛はすべて、バイオアシッドで処理した一日古い牧草を即座に食べ始めた。特に新鮮な牧草が食べられるときには、通常１０頭に２，３頭は新種の飼料を食べることを好まないかまたは拒絶するので、このことは非常に珍しいことである。従ってバイオアシッドには顕著な風味改善効果がある。
実施例７
本実施例では、サイレージをそのまままたはバイオアシッドを補って、反芻動物第一胃インビトロ刺激系に投与した。反芻動物第一胃緩衝液は、ｖａｎ  Ｓｏｅｓｔ法（飼料繊維分析、Agricultural Handbook No. 379, Agricultural Research Service, 米国農務省、1975）を基に修正し、リン酸緩衝液の量を２倍にした。嫌気性の還元した緩衝液を、サイレージ固形分１ｇ当たり３３ｍｌ、嫌気性のサイレージ含有血清ボルトに加えた。密封したボトルは３８℃でインキュベートし、その後サイレージ固形分１ｇ当たり７ｍｌの均質化した第一胃内容物を加えた。培養物は２時間毎に１５分間注意深く攪拌した。この試験では、パラメーターとして、ガス産生量、揮発性脂肪酸量等のＶＦＡ含有量、及び微生物を主原料とするバイオマスを測定した。微生物を主原料とするバイオマスは反芻動物にとって主要なタンパク源であり、一方ＶＦＡは主要なエネルギー源である。
ガス産生量はシリンジを用い、２４時間内に産生されたガスの量を測定することによって分析した。揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）量は、４８時間後、培養物濾液の毛管電気泳動によって測定した。
バイオマスは下記の様にプリン法によって分析した。固形分としてチモシーサーレージ０．９ｇまたはライグラスサイレージ０．７ｇを含む反芻動物第一胃培養物を遠心分離して、産生されたバイオマスを濃縮し、ペレットを水で洗浄し、４０℃の気流中で乾燥した。乾燥残渣に、７０％過塩素酸５ｍｌ及びガラスビーズを加え、３７℃で６０分間振とうし、９５％で６０分間インキュベートした。ペレットは破砕され、０．０２８５ＭのＮＨ4Ｈ2ＰＯ4  ３５ｍｌを加え、容器を振とうし、９５℃で１５分間再度インキュベートした。抽出物はＷｈａｔｍａｎ４１フィルターで濾過し、濾液を回転速度１００００ｒｐｍ（遠心機ｓｓ−３４）で遠心分離した。濾液の５０μｌを、ガラス遠心管内で０．４Ｍ  ＡｇＮＯ3  ５００μｌ及び０．２Ｍ  ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4  ９ｍｌと混合した。プリンの沈澱が生じ、＋４℃以上で一晩生長させた。次に混合物を１００００ｒｐｍで４０分間（遠心機ｓｓ−３４）で遠心分離した。上澄を除去し、ペレットをｐＨ２の希硫酸１０ｍｌで洗浄した。次に、沈澱を０．５Ｎ塩酸１０ｍｌ中、９５℃で３０分間インキュベートして溶解した。これらの条件下でプリンは溶解し、ＡｇＣｌが沈澱した。不溶物を除いた上澄は、２６０ｎｍに吸収が認められた。純粋な微生物培養物について、同様にプリンの分析を行い、またケルダール法によって窒素を測定し、プリンから微生物窒素及び固形分への変換係数を得た。
得られた結果を、表１０、表１１及び表１２に示す。
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バイオアシッド処理したサイレージがギ酸処理したサイレージより１０％以上多くＶＦＡを産生したことが主として重要な点である。これは、バイオアシッドが微生物発酵に対して作用する一般的な刺激効果及び、反芻動物第一胃発酵におけるガス産生量が少ないことによる。この好ましい効果は、新鮮な飼料１ｋｇあたりの固形分として測定して、公知のサイレージ添加物よりもバイオアシッドを使用した方がサイレージの生産量が多かったことを考慮すると、さらに有益である。また、試験を行ったすべての濃度で、バイオアシッドによって微生物を主原料とするバイオマスの収率が増加した。