本出願は、飼料添加剤分野、特に動物の胃腸管の微生物叢を操作することができる飼料添加剤分野に関する。

酪酸ナトリウム(または酪酸塩及び酪酸の他の誘導体)は、動物有機体及び組職細胞のための吸収が迅速且つ容易なエネルギー源を提供することができる。酪酸ナトリウムの活性成分は酪酸であり、酪酸は、短鎖揮発性脂肪酸である。酪酸は、胃を通過し、小腸に到逹した後に役割をし始める。酪酸は、腸細胞、特に盲腸細胞及び結腸細胞のために有利なエネルギー源である。結腸粘膜上皮細胞のための主要エネルギー源として、酪酸はSCFA(短鎖脂肪酸)酸化で生成されるエネルギーの約70%を生産し、腸管腔で極めて容易に吸収される。酪酸は、腸上皮細胞において、ヒドロキシメチルグルタリル補酵素Aサイクルにおいてβ−酸化を介してエネルギー代謝を行う。酪酸は、先ず、酪酸補酵素A合成酵素を介して酪酸補酵素Aに転換された後、アセチル補酵素Aが一連の反応を介して迅速に生産されエネルギー代謝を行う。短鎖揮発性脂肪酸(SCFA)は、後側消化管が発達した動物のために最大30%まで維持するエネルギーを提供することができ、これによって、腸絨毛膜(intestinal chorion)の成長を改善することができる。酪酸ナトリウムは、動物の胃腸微細生態学的バランスを調整することができる。酪酸ナトリウムは、胃腸管でプロバイオティクスの成長を改善し、悪性細菌の成長を抑制し、これによって、胃腸微細生態系のポジティブバランスを取ることができる。健康な胃腸管の非常に重要な特徴は、特に若い動物の場合、内部微生物の協調的なバランスである。試験管内の研究では、グルコース、ケトン体、グルタミンなどが動物のための呼吸エネルギー源として使用される場合、結腸上皮細胞が、先ず、酪酸を利用することを示されている。ほとんどのすべての酪酸が腸上皮細胞によって吸収されて利用され得る。同位体の追跡は、酪酸が人体血液循環に入ることができ、ほとんどのすべての身体組職によって代謝され得ることを示した。末梢組職において、酪酸は、脂肪合成に使用されるために速やかに酸化されることができ、また乳脂肪を合成するために乳腺に入ることができる。

ビューラーら(Buhler et al)(2009)は、飼料に0.5%の安息香酸を添加することによって、成長期にいる豚の盲腸及び直腸内の酪酸の含量が非常に増加したことを報告した。ヨーロッパ連合によって承認された、豚を飼育する場合に飼料内の安息香酸の添加量は0.5%〜1.0%の範囲内である。中国では、飼料内の安息香酸の量に対する制限がないが、酸性化剤として使用される安息香酸の推奨添加量も約0.5%〜1.0%である。

第WO2009068622A1号は、0.05%〜0.25%の安息香酸、0.25%〜1%のベンジル酪酸塩、0.2%〜2%の酪酸及びそのエステルなどの混合物を含有する摂食刺激剤を説明したが、これは風味及び香料剤形に属する。

既存の技術において、酪酸ナトリウムは、単独で飼料に添加される。酪酸ナトリウムは、コーティング技術を利用して腸管に到逹した後、内部で役割を果たす。しかしながら、後側腸管(hind intestinal tract)では、十分な酪酸分子を形成するのに十分な水素イオンがない。また、過量の酪酸ナトリウムは胃腸管バランスに影響を与えるので、過量の酪酸ナトリウムが飼料に添加されることはできない。したがって、動物がそれらの成長要件を満たすために自分代謝を介してより多い酪酸を生成することが必要である。

本出願の目的は、酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物を提供することである。

本出願のさらなる目的は、酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物の飼料添加剤としての用途を提供することである。

本出願の他の目的は、酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物を製造する方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本出願において酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物は、5重量%〜50重量%の酪酸塩または酪酸の誘導体、及び50重量%〜95重量%の安息香酸または安息香酸塩を含む。

前記組成物は、0重量%〜45重量%の賦形剤をさらに含むことができる。

酪酸塩は、酪酸ナトリウム、酪酸カリウム、酪酸カルシウム、酪酸マグネシウムなどのうちの1つ以上であり得る。

賦形剤は、シロップ、デキストリン、ホエー粉末、デンプン、水溶性食物繊維、キトサンなどであり得る。

酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物の飼料添加剤としての用途が提供される。酪酸塩及び安息香酸の組成物は、添加剤として0.1重量%〜0.5重量%の量で飼料に添加される。動物の胃に到逹すると、酪酸塩及び安息香酸の組成物は、酪酸分子及び安息香酸分子に解離され;酪酸は、壁細胞が成長するように刺激し、壁細胞は塩酸を生産し、胃の内のpH値を2.5〜4.0の範囲に減少させ、この範囲で安息香酸は、最適の保存効果及び抗菌活性を行って酪酸生産嫌気性微生物叢が優勢な微生物叢になるようにし、乳酸及び酪酸のような内因性有機酸をより多く生産し;結果的に、酪酸と安息香酸との組み合わせがシナジー効果を生成することができる。

酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物を製造する方法が提供され、前記方法は、反応器に水を添加した後、水酸化物が完全に溶解するまで連続撹拌下で反応器に水酸化物を添加し、安息香酸を徐々に添加し、これを撹拌下で溶解させた後、連続撹拌下で酪酸を添加して反応溶液の温度を105℃以下に調節して酪酸塩と安息香酸(安息香酸塩)の混合溶液を生成させ、反応を完了した後、反応溶液を60℃〜90℃の温度に冷却し;適量の酪酸または塩基性塩を添加して反応溶液のpH値を8〜10に調整し;反応器内の反応溶液にデキストリンを添加し、これを撹拌下で溶解させるか懸濁液を形成し、反応溶液を連続的に25℃〜50℃の温度に冷却し;その後、生成された混合物を150℃〜260℃の入口空気温度及び65℃〜160℃の出口空気温度下で噴霧−乾燥させ、最終的に、サイクロン分離器または振動流動床を介して乾燥粉末を収集して、95%超過が60〜200メッシュのサイズ範囲である、酪酸塩と安息香酸(安息香酸塩)の微小球体粒子を得ることを含む。

前記技術的解決において、安息香酸塩及び酪酸塩は、それらが動物の身体内に入るとき、酸性分子に解離される。酪酸は壁細胞の成長を刺激し、壁細胞は塩酸を生成し、これによって胃の内のpH値を4未満に減少させる。安息香酸の保存効果及び抗菌活性のための最適のpH値は、2.5〜4.0である。安息香酸は、胃で真菌、カビ及び通性嫌気性細菌を抑制することができる。ラクトバチルス菌叢及び酪酸生産嫌気性菌叢が優勢な微生物叢になり、したがって、乳酸及び酪酸のようなより多い内因性有機酸を生産する。これらの酸は、胃腸の健康及び動物の成長に有益である。その結果、組成物内の2つの構成要素のシナジー効果を達成される。

本出願の技術的内容、構造的特徴、目的及び効果は、実施形態と共に以下で詳細に説明される。

本出願において、酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物は、以下を含む:

酪酸ナトリウム、酪酸カリウム、酪酸カルシウム、酪酸マグネシウムなどのうちの1つ以上の酪酸塩またはトリブチリンなどである酪酸の誘導体5重量%〜50重量%;

安息香酸(安息香酸ナトリウム)50重量%〜95重量%;及び

シロップ、デキストリン、ホエー粉末、デンプン、キトサンなどである賦形剤10重量%〜20重量%。

例えば、酪酸ナトリウム及び安息香酸(安息香酸ナトリウム)の場合に、本出願において酪酸塩またはその誘導体及び安息香酸の組成物の製造方法は、以下の通りである:

酸を塩基と反応させる段階:1371、1601、1852及び1445重量部の水をそれぞれ4つの反応器(4つの実施例)内に添加した後;水酸化ナトリウムが完全に溶解するまで321、268、283及び158重量部の水酸化ナトリウムをそれぞれ撹拌下で添加し;424、594、805及び424重量部の安息香酸をそれぞれ反応器内に徐々に添加し;生成された混合物を撹拌し、安息香酸を溶解させ;その後、400、160、40及び40重量部の酪酸をそれぞれ連続撹拌下で反応器内にゆっくり添加し、反応システムの温度を105℃以下に調節して、酪酸ナトリウムと安息香酸ナトリウムとの混合溶液を生成し;反応が完了した後、混合溶液を60℃〜90℃の温度に冷凍させ;

混合溶液のpH値は、適量の酪酸またはナトリウム含有塩基性塩を添加して8〜10に調整し;

100及び450重量部のデキストリンが、第2及び第4の反応器内の反応溶液内に撹拌下でそれぞれ添加し、デキストリンを撹拌下で溶解させて懸濁液を形成し;

反応溶液は、25℃〜50℃の温度に連続的に冷却し;

噴霧乾燥段階:生成された混合物を150℃〜260℃の入口空気温度及び65℃〜160℃の出口空気温度下で噴霧乾燥し;詳細な乾燥条件は、以下の表に列挙されており;同時に、噴霧乾燥工程の中に生産された気化ガスは、水膜及び噴霧除塵を行って、除塵溶液を再利用させ;及び

最後に、乾燥粉末をサイクロン分離器または振動流動床を介して収集して、酪酸ナトリウム及び安息香酸ナトリウムの微小球体粒子を得た。4つの実施例において、生成物は、それぞれ50%、20%、5%及び5%の酪酸ナトリウム;50%、70%、95%及び50%の安息香酸ナトリウム;及び0%、10%、0%及び45%のデキストリンを含む。

製造方法はまた、酪酸塩反応溶液と混合して溶解するように、安息香酸ナトリウムと水とを直接的に使用して賦形剤を添加するか、または添加しない酪酸塩と安息香酸(安息香酸ナトリウム)との混合溶液を形成することができ、混合溶液は、その後、噴霧乾燥して均一で安定した微小球体粒子を得ることができた。

生成物の摂食試験:

120匹の21日齢の離乳した子豚をそれぞれ10匹の12個の群に分けた。試験群は9タイプの食餌を供給し、対照群は3タイプの食餌をそれぞれ供給した。21日間連続的に豚に餌を供給した後、胃酸分泌領域で腺壁細胞数、胃の及び空腸(jejunum)内の酪酸の含量及び各豚の毎日の体重増加を測定した。

結果は:(1)酪酸ナトリウム及び安息香酸ナトリウムの組成物0.3%が添加された群は、0.5%の安息香酸ナトリウム単独に添加された群の効果より優勢な効果を有し;(2)酪酸ナトリウム及び安息香酸ナトリウムの組成物0.15%が添加された群は、0.15%の酪酸ナトリウム単独に添加された群の効果を達成するかまたは超過することができ;(3)酪酸ナトリウムまたは安息香酸ナトリウムまたはその組成物が添加された群は、対照群0より胃で低いpH値を有し、組成物が添加された群のpH値は、対照群1及び2と比較して減少する傾向があり;(4)酪酸ナトリウムまたは安息香酸ナトリウムまたはその組成物が添加された群は、対照群0より回腸内のクロストリジウム・ブチリカムの含量がより高く、組成物が添加された群の回腸内のクロストリジウム・ブチリカムの含量は、対照群1及び2と比較して増加する傾向を有し;(5)酪酸ナトリウムまたは安息香酸ナトリウムまたはその組成物が添加された群は、対照群0よりも多く壁細胞の数及び回腸内より高く酪酸の含量を有し;(6)回腸は、身体の主要吸収部位であり、酪酸の含量は、飼料添加剤の量によって影響を受けるだけでなく、様々な嫌気性細菌の醗酵にさらに依存することを示す。すべての試験群は、対照群2より回腸内酪酸の含量がより高い。

飼料内に添加された酪酸及び安息香酸の組成物は、動物の胃に到逹するとき、酸性分子に解離される。酪酸は壁細胞が成長するように刺激し、壁細胞は塩酸を生産する細胞嫌気性細菌である。壁細胞はより多くの塩酸を生産し、これによって胃内のpH値を減少させる。安息香酸の効果は、酸性環境でのみ、特に4未満のpH下で明らかになる。安息香酸は、以下の3つの方式で微生物を抑制する:(1)微生物酵素系を妨害し、その正常な代謝を破壊し、酵素の活性を抑制する;(2)微生物のタンパク質を凝集させて変性させ、微生物の生存及び増殖を妨害する;及び(3)細胞質膜の透過性を変化させて、微生物内の酵素及び代謝物が逃げるようにして、微生物不活性化を引き起こす。安息香酸は、飼料から飼育されたカビ及び真菌を抑制する。エンテロバクター・アエロゲネス(Enterobacter aerogenes)などのような腸内細菌との一員である大腸菌(E. coli)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus lichenifornus)及びサッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のような通性嫌気性細菌が抑制される。通性嫌気性細菌は、飼料と共に口から胃に入る。動物の胃内のpH値は4未満に減少した。安息香酸の保存効果及び抗菌活性のために最適化されたpH値は2.5〜4.0であり、安息香酸は、胃で通性嫌気性細菌を抑制する。嫌気性細菌(例えば、ラクトバシラス属)及び酪酸生産嫌気性細菌(例えば、Butyrinum Flavonifractor plautii、Peptoniphilus gorbachii、Eubacterium nodatum、Megasphaera elsdenii、Eubacterium hadrum、Roseburia faecis、Roseburia hominis、Clostridium butyricum)は、優勢な微生物叢になり、したがって、乳酸及び酪酸のようなより多く内因性有機酸を生産する。これらの酸は、胃腸の健康及び動物の成長に有益である。

酪酸及び安息香酸の組成物が、本出願において提供される。酪酸は、動物の壁細胞が成長してより多くの塩酸を生成するように刺激し、胃内のpH値を減少させ、安息香酸の保存効果及び抗菌活性のための最良の酸性環境を提供する。安息香酸は、サルモネラ菌及び大腸菌のような非好酸性細菌を抑制して、クロストリジウム・ブチリカムのような好酸性細菌の優勢な微生物叢になるようにすることができ、したがって、より多くの酪酸が生産される。酪酸と安息香酸との組み合わせは、1+1>2と説明されるシナジー効果を達成し、これは、本出願の請求項に関する内容に属する。

従来技術において、飼料内の安息香酸の添加量は0.5%〜1%である一方、飼料内の本出願の組成物の添加量は0.1%〜0.5%であり、組成物内の安息香酸の最大含量95%に基づいて、飼料内の安息香酸の添加量は0.5%未満である。従来技術は、安息香酸が成長する豚の盲腸及び直腸内容物内の酪酸の含量を向上させることができることを示すが、動物の胃における安息香酸と酪酸との組み合わせによるシナジー効果、すなわち、酪酸が胃酸のpH値を減少させ、安息香酸が酪酸生産菌叢の成長を促進することを提案しない。酪酸の既存の応用例は、コーティングされた形態であるので、酪酸は動物の胃を通過して盲腸及び直腸内に迅速に移動し、これは動物がエネルギーを吸収するのに役に立つ。したがって、従来技術は、本出願における動物の胃における酪酸と安息香酸との組み合わせによるシナジー効果の技術的提案を提供しない。

本出願の技術的解決策を利用してもたらされるシナジー効果は、また他の摂食試験によって立証されることができる。 実施例1

72匹の28日齢の健康で離乳した子豚を無作為にそれぞれ36匹の2つの群(試験群A及び対照群B)に分けた。試験群は、飼料1トン当たり3kgの生成物(配合式1:50%の酪酸ナトリウム、50%の安息香酸ナトリウム、及び0%のデキストリンに従って製造された)が添加された食餌を供給した。対照群は、飼料1トン当たり60ppmのサリノマイシンが添加された食餌を供給した。離乳した子豚から栄養素の消化性に対する効果を得ており、結果は以下の表に示される。

結果は、(1)剤形1の生成物が、離乳した子豚で栄養素の消化性を改善し、エネルギー、乾燥物、粗タンパク質、リン及びカルシウムの消化性は、それぞれ2.96%、1.12%、1.18%、2.58%及び2.01%ほど改善し;そして、(2)剤形1の生成物が、抗生剤の代わりに使用され得るので、良好な適用可能性を有することを示す。 実施例2

20,000匹の1日齢AAブロイラーをそれぞれ10,000匹の2つの群に無作為に分けた。試験群は、ヒヨコ段階の間に飼料1トン当たり1.5kgの生成物(剤形2:20%の酪酸ナトリウム、70%の安息香酸ナトリウム、及び10%のデキストリンに従って製造された)が添加された食餌を供給し、若及び成体段階の間には飼料1トン当たり剤形2に従って製造された生成物0.9kgが添加された食餌を供給した。試験群の糞便が7日後に形成され、良好に回収されることができて、試験群内のブロイラーはよく消化され、吸収されたことを示した一方、対照群の糞便は水分が多く、軟性であり、鶏舎内に強いアンモニア臭がして、その中のブロイラーが完全に消化し、吸収することができなかったことを示した。 実施例3

体重が4.24kgである10匹の28日齢の離乳した子豚をそれぞれ5匹の2つの群(試験群A及び対照群B)に無作為に分けた。試験群は飼料1トン当たり2kgの生成物(剤形3:5%の酪酸ナトリウム、95%の安息香酸ナトリウム、及び0%のデキストリンに従って製造された)が添加された食餌を供給した。対照群は基礎飼料を供給した。42日後、離乳した子豚の成長率に対する効果を得ており、結果は、以下の表に示された。

結果は、剤形3の生成物が離乳した子豚の成長率を改善することができ、体重増加、平均一日体重増加(ADG)及び飼料要求率(FCR)が、それぞれ9.4%、10.66%及び12.16%ほど改善したことを示した。

本出願において、酪酸及び安息香酸は、所定の割合で塩基性金属イオン(例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど)と反応され、その後得られる生成物は、噴霧乾燥されて酪酸と安息香酸塩の組成物を形成する。どのよう種類の組み合わせ方式が利用されても、例えば、酪酸塩と安息香酸とを直接混合しても、パッフィング(puffing)後、それらを脂質でコーティングしても、または酪酸と安息香酸とを二価金属イオンと結合させても、または酪酸と安息香酸との他の組み合わせ方式でも、すべてのこれらの方式が酪酸と安息香酸とのシナジー効果を達成する目的で使用され、それらはすべて本出願の保護範囲内に属する。

前述の説明は、本出願の実施形態を例示し、本出願の保護範囲を限定しようとするように意図されるものではない。本出願の説明内容に基づいた等価の構造または等価の工程の任意の変形、または他の関連技術分野における直接的または間接的に適用されることは、また、本出願の特許保護範囲内に属する。