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動物飼料用セルラーゼ ― 家禽・豚・反芻動物の消化性向上のための非デンプン性多糖類(NSP)分解

セルラーゼ酵素で繊維質飼料原料中の細胞壁多糖類を加水分解し、家禽・豚・反芻動物の飼料変換率(FCR)と栄養素利用率を向上させます。

Short answer

家禽と豚は自らセルラーゼを産生しないため、小麦、大麦、ふすま、副産物飼料に含まれる繊維がエネルギーとアミノ酸を閉じ込めたまま、動物が利用できない状態になっています。添加されたセルラーゼはこの細胞壁物質を加水分解し、消化物の粘度を下げ、結合していた栄養素を放出します。これが、繊維質の単胃動物飼料や反芻動物のTMR(混合飼料)で使用されている理由です。

トウモロコシ、小麦、大麦、大豆ミール、米ぬか、ヒマワリミール、農産副産物などの植物由来飼料原料には、非デンプン性多糖類(NSP)と総称される細胞壁多糖類が多量に含まれています。これにはセルロース、ヘミセルロース(アラビノキシラン、βグルカン、キシラン)、ペクチンが含まれ、これらが一体となって植物細胞内のデンプン、タンパク質、脂質を包み込む構造マトリクスを形成しています。単胃動物である家禽や豚は、これらの構造性ポリマーを分解する内因性セルラーゼを持たない、あるいは産生量が不十分であるため、無傷の植物細胞内やNSPマトリクス内に閉じ込められた栄養素が十分に消化・吸収されません。その結果、見かけの代謝エネルギー(AME)の低下、アミノ酸消化率の低下、そして腸管内腔での粘度上昇が起こります。特にこの最後の影響は、小麦や大麦を主体とした飼料を与えられるブロイラーで顕著であり、βグルカンとアラビノキシランが粘性の高い消化物を形成し、栄養吸収を遅らせます。トリコデルマ・リーセイおよびアスペルギルス・ニガー由来のセルラーゼ酵素は、飼料構成と動物種に合わせた添加率で完全飼料に配合され、セルロースを加水分解するとともに、ヘミセルラーゼ成分と相乗的に作用して植物細胞壁マトリクスを分解します。これにより閉じ込められた栄養素が放出され、腸管内粘度が低下し、飼料中のエネルギーおよびタンパク質の見かけの消化率が向上します。ブロイラー試験では、セルラーゼを添加したトウモロコシ・大豆飼料でAMEが3~8%、FCRが2~5ポイント改善しています。豚では、高繊維飼料への酵素添加による消化率向上が、同じ飼料摂取量でのより速い成長につながります。反芻動物では、TMR(混合飼料)サイレージ用添加剤または飼料ペレット中のセルラーゼが、特に飼料の質が制限要因となる高粗飼料・高わら含有飼料において、ルーメン(第一胃)本来の微生物セルラーゼ能力を超えた繊維消化を助けます。動物栄養関係のバイヤーや飼料工場の調達担当者にとって重要な仕様は、酵素活性(対象基質に関連する特定のNSP分解単位で測定)、ペレット加工工程での熱安定性、消化管内でのpH安定性、そして既存の多酵素NSPブレンド製剤との適合性です。

Updated · cellulase

用途

豚肥育飼料における繊維消化率の改善

小麦ミドリング、DDGS(蒸留粕副産物)、ヒマワリミール、農産副産物などを多く含む豚飼料は粗繊維含量が10~25%に達し、その多くは豚の内因性消化酵素ではアクセスできないセルロースおよびヘミセルロースです。飼料設計に合わせた添加率で配合されたセルラーゼ酵素は、最大85°Cのペレット加工工程を通じても安定(耐熱グレードを選定した場合)しており、小腸での繊維加水分解を改善し、結合したエネルギーとアミノ酸を放出するとともに、繊維に関連する抗栄養効果を低減します。高DDGS飼料(20%超)では、セルラーゼの添加によりDDGS由来繊維に伴うエネルギー価の低下が抑えられ、飼料摂取量あたりの増体重が改善します。

粗飼料・わら繊維消化のための反芻動物TMR用セルラーゼ

反芻動物はルーメン内微生物セルラーゼによる繊維消化に依存していますが、高わら・低品質粗飼料主体の飼料では微生物セルラーゼの能力が律速要因となります。乾物ベースの推奨添加率でTMR(混合飼料)に添加された外因性セルラーゼ酵素は、ルーメン内微生物活性を補完し、中性デタージェント繊維(NDF)の消化率を改善し、微生物の能力を超えた繊維分解を可能にします。乳牛のTMR試験では、NDF消化率が3~6ポイント改善し、高粗飼料飼料を給与される泌乳後期の乳牛において、乾物摂取量の改善と乳量の維持が確認されています。

採卵鶏・七面鳥飼料への繊維NSP酵素添加

小麦、大麦、ライ麦を穀物源とする採卵鶏飼料はβグルカンおよびアラビノキシラン含量が高く、腸管内消化物の粘度上昇と栄養吸収の低下を招きます。キシラナーゼおよびβグルカナーゼと組み合わせた多酵素NSP複合体としての推奨添加率のセルラーゼ酵素は、粘度を下げ、小腸でのデンプンおよび脂肪の消化率を改善します。採卵鶏では、NSP酵素添加による栄養消化率の改善が産卵サイクルを通じて安定した産卵率と飼料効率を支え、粘度の影響が特に顕著な小麦主体飼料で効果が明確に確認されています。

製品仕様

項目
活性範囲 複数グレードあり(粉末・液体)
最適pH 4.0 – 6.0
最適温度 45°C – 60°C
形状 淡褐色~褐色の粉末または液体
保存期間 12ヶ月(密封、冷暗所、乾燥保管)
包装 25kgドラム缶(粉末)/ 30kgジェリカン(液体)

よくある質問

セルラーゼ酵素は家禽の飼料変換率(FCR)をどのように改善しますか?

セルラーゼ酵素は、飼料原料の植物細胞壁中のセルロースおよび混合結合型多糖類を加水分解することで、無傷の植物細胞内に物理的に閉じ込められた栄養素 ―特にデンプン、タンパク質、脂質― を放出し、家禽のFCRを改善します。これにより、排泄されるのではなく吸収される飼料栄養素の割合が高まります。セルラーゼはまた、特に小麦や大麦主体の飼料において、可溶性NSPが腸管内消化物の粘性を高め栄養吸収を遅らせるという細胞壁NSPの抗栄養効果を軽減することにも寄与します。この複合効果により、見かけの代謝エネルギー(AME)が高まりアミノ酸消化率が向上し、同じ飼料摂取量でより優れた成長率がもたらされます。これがFCR改善の実態です。

セルラーゼ酵素は飼料のペレット加工工程を経ても活性を維持しますか?

トリコデルマ・リーセイまたはアスペルギルス・ニガー由来の標準的なセルラーゼ酵素は、通常70~90°Cのコンディショナー温度と80~88°Cのペレット温度に達する飼料ペレット加工の熱と水分にある程度敏感です。85°Cでの標準グレードの活性損失は通常20~40%です。耐熱性セルラーゼグレード ―改良発酵または保護コーティングにより製造されるもの― は、標準的なペレット加工工程を経ても60~80%の活性を維持します。ペレット加工後も安定した酵素活性が必要な飼料用途では、耐熱グレードを指定し、サプライヤーからペレット加工後の活性測定データを取得することを推奨します。液体酵素をペレット加工後にスプレー添加する方法も、加熱の影響を完全に回避する代替手段です。

動物飼料用セルラーゼと工業用セルラーゼの違いは何ですか?

動物栄養用の飼料グレードセルラーゼは、工業用セルラーゼに加えて次のような追加要件を満たす必要があります。食品・飼料安全認証(マイコトキシン、重金属、病原性微生物の不検出)、飼料酵素規制への適合(欧州のEU規則1831/2003、米国のAAFCO、その他各国の飼料酵素規制)、そして対象動物種に対する有効性と安全性の実証です。活性の規格も異なる場合があります。飼料グレードはNSP加水分解に関連する基質特異的な測定法で特性評価される一方、工業グレードは一般的な測定法で特性評価されます。各ロットに適用された測定法は分析証明書(COA)に記載されます。当社は工業用・飼料用の両グレードを供給しておりますので、用途と対象市場をお知らせいただければ、適切なグレードと文書をご案内します。

セルラーゼ酵素はフィターゼ、プロテアーゼ、キシラナーゼなど他の飼料酵素と混合できますか?

はい。セルラーゼは家禽・豚飼料向けの多酵素NSP複合体において、キシラナーゼ、βグルカナーゼ、ペクチナーゼ、プロテアーゼ、フィターゼと日常的に組み合わせて使用されています。異なる細胞壁ポリマーはそれぞれ異なる酵素特異性を必要とするため、この組み合わせには相乗効果があります。セルラーゼはセルロースを、キシラナーゼはアラビノキシランを、βグルカナーゼは混合結合型βグルカンを、ペクチナーゼはペクチンを分解します。これらの酵素が揃うことで、単独の酵素よりもはるかに完全な細胞壁加水分解が可能になります。製剤における酵素の適合性は確認が必要で、消化管の対象部位ですべての成分が同時に活性を保てるよう、pHと温度の最適域が十分に重なっている必要があります。

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