Issues and Solutions Related to DDGS Use in Animal Feeds

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えつとちゃわんや
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1 DDGS の動物飼料への使用に関する課題と解決策ジェリーシャーソン博士ミネソタ大学畜産学教授

2 米国における DDGS の家畜飼料への使用割合全体に占める割合 (%) 15% 7% 38% 39% 乳牛肉牛豚家禽その他

3 DDGS の豚用飼料への使用

4 DDGS の米国豚用飼料への最大配合率幼豚 (> 7 kg) 最大 30% 生育期から仕上期の豚最大 50% 妊娠中の豚最大 50% 授乳中の豚最大 30% 前提 : マイコトキシンによる汚染がないこと可消化アミノ酸および有効リンをベースに調整すること

5 雌雄の子豚用 (63~82 kg) に DDGS を 40% 配合した米国の一般的な市販豚用飼料原材料 1メートルトン当たりの量トウモロコシ大豆粕 46% 66.5 トウモロコシ DDGS 第一リン酸カルシウム 21% -- 石灰石 14.0 塩分 3.0 ビタミン TM プレミクス 1.8 L- リシン HCl 4.3 L- スレオニン -- Dl- メチオニン -- フィターゼ -- 抗生物質 + 合計

6 DDGS の配合を 10% ごとに増加した場合の生育期 - 仕上期豚用飼料コストの増減 % DDGS トウモロコシ $7.00/bu ($276/MT) トウモロコシ $6.00/bu ($236/MT) 0 $ 0 $ $7.55 -$ $7.08 -$ $6.91 -$ $6.43 -$ $5.96 -$3.48 価格の前提 : 大豆粕 :$375/MT DDGS:$221/MT

7 DDGS の家禽用飼料への使用

8 DDGS を % 配合してもブロイラーの生育成績には影響なし (0-42 日 ) % DDGS 8% DDGS 16% DDGS 24% DDGS 1 0 増体量 kg ADFI, kg F/G 斃死率 % Shim ら (2011) Cobb 500 ブロイラー L リシンと L スレオニンで補給した飼料

DDGS を 0 8 16 24% 配合してもブロイラーの枝肉特性に影響なし脂肪パッド重量または % 冷屠体重量

9 DDGS を % 配合してもブロイラーの枝肉特性に影響なし脂肪パッド重量または % 冷屠体重量胸肉重量および収量もも肉重量および収量手羽先重量および収量 Shim ら (2011) Cobb 500 ブロイラー

DDGS を 0 10 20% 配合した飼料を給与した 21~26 週齢の産卵鶏の成績測定法 0 % DDGS 10 % DDGS 20 % DDGS 卵重 g 50.7 50.7 50.5 産卵率 % 85.

10 DDGS を % 配合した飼料を給与した 21~26 週齢の産卵鶏の成績測定法 0 % DDGS 10 % DDGS 20 % DDGS 卵重 g 産卵率 % 飼料摂取量 g/ 鶏 / 日総飼料摂取量 kg/ 鶏体重変化 g/ 鶏

11 家禽用飼料への推奨されるDDGS 配合率ブロイラーおよび産卵鶏配合率 10% エネルギー無調整産卵鶏は20% 以下ブロイラーは24% 以下リシンメチオニンスレオニントリプトファンエネルギーを調整

12 DDGS の乳牛用飼料への使用

13 DDGS 配合率別乾物摂取量および乳産量 ab a b a a, b, c 符号間の差 (P < 0.05) 増体量出典 : Schingoethe et al. (2009) 1982 年 ~2005 年に処理済 100 飼料を比較した 24 件の試験による

14 DDGS 配合率別乳脂肪率およびタンパク質含有率 a a a a b 0% DM 4-10% DM 10-20% DM 20-30% DM >30% DM 脂肪 Fat, % タンパク質 Protein, % a, b, c 符号間の差 (P < 0.05) 出典 : Schingoethe et al. (2009) 1982 年 ~2005 年に処理済 100 飼料を比較した 24 件の試験による

15 DDGS は泌乳牛用飼料にどれほど配合することが可能か? 推奨配合率は乾物ベースで最大 20% kg/ 日 (DDGS) 嗜好性の問題はなし乾物ベースで 30% 配合した場合乾物摂取量が減少することがある乳産量が減少することがある乳タンパク質が減少することがある

16 DDGS の肉牛用飼料への使用

17 DDGS を 40% まで配合した飼料を仕上期去勢牛に給与した場合の乾物摂取量 DMI kg/ 日出典 : Klopfenstein et al. (2008) 5 件の試験のメタ分析 DDGS 配合率の一次 (P < 0.01) および二次 (P < 0.08) 効果

18 DDGS を 40% まで配合した飼料を給与した場合の仕上期去勢牛の成長成績 Klopfenstein et al. (2008) 5 件の試験のメタ分析 DDGS 配合率の有意な一次二次効果

19 仕上期去勢牛用飼料への DDGS の配合率を上げた場合の飼料価値 (%) Feeding 飼料価値 value 0% 10% 20% 30% 40% 出典 : Klopfenstein et al. (2008) 5 件の試験のメタ分析トウモロコシと比較した場合の値飼料効率の差異を DDGS 配合率で除して計算

20 DDGS を 40% まで配合した飼料を給与した場合の仕上期去勢牛のロース芯筋肉内の脂肪交雑スコア Klopfenstein et al. (2008) 5 件の試験のメタ分析交雑スコア 500= 小 DDGS 配合の一次効果 (P < 0.07) 脂肪交雑スコア

21 DDGS 最新情報家畜家禽用に低脂肪 DDGS を給与した場合のエネルギー含量は? 生育期から仕上期の豚用に DDGS を高配合した場合豚脂肪の質をどのように管理するか? DDGS の供給者は酸化した脂質を配合していないか? DDGS 中の酸化した油分は豚の健康や成績に影響を及ぼすか? 飼料に抗酸化物質を補給する必要はあるか?

22 エタノール業者の油分抽出米国のエタノールプラントは 207 件生産 > 蒸留による併産物は年間 3,500 万メートルトン現在油分抽出を実施しているプラントは 50% 以下 2012 年末までには 75% が油分を抽出する予定油分抽出の経済的見返りは大きい粗トウモロコシ油の価格は 1 キロ当たり 1 ドル約 2-3 パーセントポイントの油分を抜き取る

23 エタノール業者の油分抽出見返りの割に少ない設備投資額 1 億ガロン規模のプラント総投資額 300 万ドル 2 台の遠心分離機建屋電設配管等年間 910 万キロの油分を抽出する ($1.00/kg) 収益 = 年間 910 万ドル大半のプラントの投資回収月数は 3~4 ヶ月 DDGS の粗脂肪含有率は 5~13% ほとんどの低脂肪 DDGS には 8~9% の粗脂肪が含まれる

24 バックエンド油分抽出プロセスエタノール抽出可能なトウモロコシ油の約 30% を抽出法 1 で抜き取ることができると考えられる抽出法 1 と 2 で 65-70% の抽出が可能抽出法 2 を実施するためには抽出法 1 が必要トウモロコシシンスティレージ抽出法 1 発酵ホールスティレージ抽出法 2 シロップトウモロコシ油飼料粗トウモロコシ油

25 DDGS に含まれる粗脂肪は通常供給源間でばらつきがある粗脂肪 Crude (%) fat, 乾物ベース % DM basis CV, % Spiehs et al. (2002)

26 DDGSに含まれるME 含量にはなぜ大きなばらつきがあるのか? DDGS 製造に使用されるプロセスが異なる供給源間で脂肪含有量にばらつきがある炭水化物の組成と消化率にばらつきがある粒径に200~1200μ 超までのばらつきがある使用された試験分析法

低脂肪 DDGS を豚に給与した場合の DE 含量および ME 含量の測定実験 1 11 供給源の DDGS を評価 (+ 主体飼料 ) 栄養組成の範囲 (DM ベース ) 粗脂肪 - 8.6 ~ 13.2% NDF - 28.8 ~ 44.

27 低脂肪 DDGS を豚に給与した場合の DE 含量および ME 含量の測定実験 1 11 供給源の DDGS を評価 (+ 主体飼料 ) 栄養組成の範囲 (DM ベース ) 粗脂肪 ~ 13.2% NDF ~ 44.0% デンプン 0.8 ~ 3.9% 粗タンパク質 ~ 32.9% 灰分 4.3 ~ 5.3% 30% の DDGS をトウモロコシ主体飼料 ( トウモロコシ 97.2%) に配合 84 kg の未経産豚に 1 日あたり平均摂取量 (ADFI)2.4 kg を給与

28 低脂肪 DDGS を豚に給与した場合の DE 含量および ME 含量の測定実験 2 4 供給源の DDGS を評価 (+ 主体飼料 ) 栄養組成の範囲 (DM ベース ) 粗脂肪 4.9 ~ 10.9% NDF 30.5 ~ 33.9% デンプン 2.5 ~3.3% 粗タンパク質 29.0 ~ 31.2% 灰分 5.4 ~ 6.1% 106 kg の未経産豚に一日平均飼料摂取量 (ADFI) 2.7 kg を給与

29 Percentage パーセントまたは or 1/100GE 低脂肪 DDGS の組成と粗脂肪 (EE) 含有量との関係 GE CP-M TDF NDF-M Ash 灰分 GE, 0.01 kcal/kg = ( x %EE) R² = 0.87 %NDF = (0.89 x %EE) R² = 0.26 %TDF = (0.23 x %EE) R² = 0.07 %CP = (0.14 x %EE) R² = %Ash = (0.16 x %EE) R² = %EE DDGS in DDGS, のEE (%) DM 乾物ベース basis

30 供給源別 DDGS の ME 含量順位と栄養成分 (DM ベース ) - 試験 1 DDGS 供給源 ME kcal/kg 粗脂肪 % NDF % 粗タンパク質 % デンプン % 灰分 % 8 3, , , , , , , , , , , 緑 = 最高値赤 = 最低値

31 粗脂肪では ME 含量を推定できない!! ( 試験 1) DDGS 供給源 11 DDGS 供給源 9 DDGS 供給源 8 DDGS 供給源 5 ME kcal/kg 3,553 3,550 3,603 3,277 粗脂肪 % デンプン % NDF % 粗タンパク質 % 灰分 % DDGS 供給源間の比較 11 vs. 9: 粗脂肪が 2.1 パーセントポイント低く ME が 3 kcal/kg 少ない DDGS 供給源間の比較 8 vs. 5: 粗脂肪が 2.1 パーセントポイント低く ME が 326 kcal/kg 少ない

32 DE または DE or ME ME, kcal/kg DM DE または DE or ME ME, kcal/kg DM 試験 1 DE ME DE, kcal/kg DM = (20.72 x %EE) R² = ME, kcal/kg DM = (30.28 x %EE) R² = DDGS %EE in に含まれる DDGS, DM EE% basis DMベース 5000 試験 2 DE ME DE, kcal/kg DM = ( x %EE) R² = ME, kcal/kg DM = (46.23 x %EE) R² = DDGS %EE に含まれる in DDGS, EE% DM basis DMベース

33 Anderson らによる DDGS の ME 予測式 (2012) 脱皮穀脱胚芽トウモロコシ乾燥ソリュブル油分デンプンジャームミール (2) DDGS (7) グルテンミール HP-DDG (3) ふすま (2) グルテンフィード (1) ME kcal/kg DM = (0.90 GE, kcal/kg) (29.95 % TDF) 0.72 r 2 = (2) ME kcal/kg DM = (0.94 GE, kcal/kg) (23.45 % NDF) (70.23 % 灰分 ) r 2 = 0.68

34 Anderson の計算式により豚に低脂肪 DDGS を給与した場合の適切な ME 含量の予測が可能 ( 試験 1) In vivo ME Anderson 計算式 1 Anderson 計算式 2

35 Anderson の計算式により豚に低脂肪 DDGS を給与した場合の適切な ME 含量の予測が可能 ( 試験 2) In vivo ME Anderson 計算式 1 Anderson 計算式 2 計算式 1 r = 0.60 計算式 2 r = 0.60

36 結論粗脂肪を 1 パーセントポイント減らした場合低脂肪 DDGS の DE や ME の変化を正確に推定することはできない DDGS の繊維含有率を正確に評価することは依然困難である化学組成の測定にはラボごとに相当なばらつきがあり ME の予測はその影響を受けている豚についての推奨 ME 値の予測式 : ME kcal/kg DM = (0.90 GE, kcal/kg) (29.95 % TDF) ME kcal/kg DM = (0.94 GE, kcal/kg) (23.45 % NDF) (70.23 % Ash) ME kcal/kg DM = 4,548 (49.7 x % TDF) + (52.1 x % EE) ME kcal/kg DM = 3,711 (21.9 x % NDF) + (48.7 x % EE) ME kcal/kg DM = 4,132 (57.0 x % ADF)

37 結論 GE や TDF を含めた計算式が最も確実な予測式である商業ラボでは GE 値や TDF 値の測定が困難である GE 値を直接測定できない場合次の GE 値予測式を使用できる GE kcal/kg DM = 4,195 + (21.26 粗タンパク質 ) + (48.27 粗脂肪 ) GE kcal/kg DM = 4,597 + (64.45 % 粗脂肪 ) (52.65 % 灰分 ) GE kcal/kg DM = 4,529 + (54.21 % 粗脂肪 )

38 畜牛や家禽に低脂肪 DDGSを給与した場合のエネルギー含量への影響肉牛 NE g は DDGS (12.9% 粗脂肪 ) の油分削減 1 パーセントポイント当たり 1.3% 減少する (Gigax ら 2011) 乳牛データはないが Mjoun ら (2010) は低脂肪 DDGS (3.5% 粗脂肪乾物ベース ) を 30% まで配合した飼料を泌乳期のホルスタイン牛に給与した結果を以下のように報告した乳産量または乾物摂取量に影響はなかった家禽乳脂肪の割合および収量が増加した AME n (kcal/kg DM) = 3,517 (33.27 x % ヘミセルロース ) + (46.02 x % 粗脂肪 ) (82.47 x % 灰分 ) Rochelleら (2011) ヘミセルロース値は % NDF - % ADF で算出できる

39 DDGS と豚脂肪の品質米国養豚業者は 2009 年から 2011 年まで生育期から仕上期の豚の飼料に DDGS を 50% まで配合することで飼料コストを豚 1 頭あたり 10 ドル削減しているただし 20% を超えて DDGS をトウモロコシ - 大豆粕飼料に配合すると豚脂肪の硬度を低下させる豚脂肪の組成は給与した飼料の脂肪酸の組成とほぼ同じになる PUFA( 多価不飽和脂肪酸 ) の含有率が高い飼料は豚脂肪を軟らかくするトウモロコシ油を 10% まで含む DDGS の PUFA 含有率は高い赤身の多い豚への影響は脂肪の多い豚より大きい Hankins, 1928

40 DDGS と豚脂肪の品質米国の豚肉加工業者の対応豚脂肪が品質基準値を超えた場合枝肉の価格を引き下げる生産者に DDGS の配合率を制限するよう求める公的な品質基準は未確立 IV ( ヨウ素価 = 不飽和脂肪酸 / 飽和脂肪酸 ) 豚脂肪の脂肪酸組成の算出 IV72 が最大値と示唆される

41 豚脂肪の受け入れ可能な品質とは? 受け入れ可能な豚脂肪の硬さは以下の通りとされるリノール酸含有率は12-15% 飽和脂肪酸は 41% 超通常は IV を基準とするが異なる場合もある 70 デンマーク食肉研究所 70 全米豚肉生産者協会 74 Boydら (1997) IV は脂肪組織の部位によって異なる頬肉の脂肪 > 腹肉の脂肪 > 背脂肪米国豚肉業界は最大 IV 標準値を使用 Triumph Foods 頬肉 IV = 73 Farmland Foods 腹肉 IV = 74

42 腹肉の締まりの程度飼料の DDGS 配合率が腹肉の締まりに及ぼす影響 PSE = % < 0% (P < 0.05) 20% < 0% (P < 0.05) 30% < 0% (P < 0.05) 飼料

43 ヨウ素価飼料の DDGS 配合率が豚脂肪のヨウ素価に及ぼす影響背脂肪腹肉脂肪腰肉脂肪 D0 D10 D20 D30 飼料脂肪蓄積部位すべてに対する DDGS 配合率の一次効果 (P < 0.01) 飼料部位 (P < 0.01)

DDGS 配合飼料を給与する場合の豚脂肪硬度管理を検討するヨウ素価物 (IVP) ベースで飼料を調製する背脂肪の IV = 0.32 IVP + 52.4 ここで IVP = 飼料中の油分のIV x 飼料中の油分 % x.

44 DDGS 配合飼料を給与する場合の豚脂肪硬度管理を検討するヨウ素価物 (IVP) ベースで飼料を調製する背脂肪の IV = 0.32 IVP ここで IVP = 飼料中の油分のIV x 飼料中の油分 % x.1 確実ではないにしろ豚枝肉を目標 IVに近づけることができる DDGS の飼料配合率を 20% 未満に下げる生産者の収益性への悪影響 DDGS ステップアップステップダウン給与プログラムを活用する飼料コストの削減は断念する実費が飼料費予算を超える可能性も

45 一般的に使用される飼料原材料の IV と IVP 原材料 ME kcal/kg 脂肪 % IV ヨウ素価物 IVP トウモロコシマイロ大麦小麦粗挽き小麦大豆粕 DDGS DDGS 高級ホワイトグリース獣脂大豆油 ,350 イエローグリース大麦副産物出典 : Wayne Cast Value Added Science and Technology

46 DDGS 配合飼料を給与する場合の豚脂肪硬度管理を検討する遅くとも出荷 3 週間前までに飼料への DDGS の配合をやめる他の飼料の成分および IV 目標値による低脂肪 DDGS ( 粗脂肪 7-8%) を給与する脂肪含有量が減ると飼料エネルギー含量も下がる穀物源としてトウモロコシではなく小麦か大麦を給与する

47 DDGS に含まれる酸化した油分は問題となるか? なぜ問題となるのか? トウモロコシ油は酸化しやすい多価不飽和脂肪酸の含有率が高い市販の抗酸化剤が豚用 DDGS 配合飼料の補給品として販売促進されている幼豚に発症するマルベリー心臓病 ( ビタミン E- セレン欠乏症 ) は DDGS が原因とされている

48 ADG, g/d DDGSを給与された豚の成長成績を向上した抗酸化物質 Harrell et al, a b ab a b ab x y xy to 29 d 29 to 63 d 63 to 85 d 0 to 85 d トウモロコシ -SBM 60% DDGS 60% DDGS + AOX a,b P < 0.05, x,y P < 0.10 AOX: 抗酸化物質 AGRADO および Novus International

49 豚に DDGS 配合飼料を給与するとマルベリー心臓病を発症させるのか? マルベリー心臓病 (MHD) ビタミンEやセレンが欠乏することで発症する圃場の報告ではMHDの発症は増加している最も成長の早い豚が急死することが多い DDGSとの因果関係が疑われている

50 MHD と DDGS との関係の可能性は? ビタミン E の要求量は飼料中の多価不飽和脂肪酸 (PUFA) の増加に伴い増加することがある PUFA は非常に酸化しやすい DDGS は高レベルの PUFA 特にリノール酸 (60% まで ) を含む DDGS には高レベルの酸化油を含むものもあるセレンの要求量は飼料中の硫黄の増加に伴い増加することがある硫黄はセレンの吸収を阻害する DDGS には高レベルの硫黄を含むものがある

TBARS (ng MDA equivalents /mg oil) TBARS( 油分 1 mg 当たりの ng MDA 等価量 ) DDGS 試料中の TBARS 31 種の DDGS 試料に含まれる油分 1 mg 当たりの TBARS 値は MDA 換算で 1.0~5.2 ng 最高値を示した DDGS 試料の TBARS 値はトウモロコシ試料の基準値 ( 油分 1 mg 当たり 0.

51 TBARS (ng MDA equivalents /mg oil) TBARS( 油分 1 mg 当たりの ng MDA 等価量 ) DDGS 試料中の TBARS 31 種の DDGS 試料に含まれる油分 1 mg 当たりの TBARS 値は MDA 換算で 1.0~5.2 ng 最高値を示した DDGS 試料の TBARS 値はトウモロコシ試料の基準値 ( 油分 1 mg 当たり 0.2 ngmda 相当 ) の 25 倍となった TBARS for Lipids Extracted from DDGS and Corn DDGS およびトウモロコシから抽出した脂質の TBARS Corn Sample 試料 ID ID トウモロコシ

52 PV ( 油分 1kg 当たり meq) DDGS 試料中の過酸化物価 31 種の DDGS 試料の PV 値は油分 1 kg 当たり 4.2~84.1 meq 最高値を示した DDGS 試料の PV 値はトウモロコシ試料の基準値 ( 油分 1 kg 当たり 3.1 meq) の 27 倍となった DDGS およびトウモロコシから抽出した脂質の PV 試料 ID トウモロコシ

53 DDGS 供給源間の硫黄含有率のばらつき 8 種の DDGS 試料の硫黄含有率は 0.32~0.95% % 1.00 Sulfur, 硫黄 % 試料 ID

54 まとめ抗酸化物質高度に酸化した脂肪や硫黄を含む DDGS を 30% 配合した飼料を給与した幼豚硫黄含有抗酸化物質酸化した脂肪を含む DDGS 給与による酸化の影響からの保護幼豚に DDGS30% DDGS 配合飼料を給与最終体重標準回腸可消化アミノ酸含有率をやや過大評価したことが原因飼料中のビタミン E を増加しても成長成績は向上しなかった硫黄や酸化した DDGS を多く含む飼料を給与する場合酸化によるストレスから豚を保護するには NRC が推奨するビタミン E のレベル (1998) が適切である

55 まとめマルベリー心臓病 (MHD) DDGS 高配合飼料を子豚や雌豚に給与しても MHD を発症しなかった DDGS を配合した飼料を雌豚に給与すると母乳中のビタミン E とセリンの含有量は減少する雌豚の母乳中のビタミン E とセリンの含有量は子豚の抗酸化力に影響を及ぼす影響は離乳後解消した

Executive Summary 2 ド分画技術を利用しているドライグラインドエタノールプラントはほとんどないしかしながら最近ではバックエンド油分抽出技術が米国内の大多数のドライグラインドエタノールプラントで広く採用されるようになってきたこのプロセスはトウモロコシ油のおおよそ 3

Executive Summary 2 ド分画技術を利用しているドライグラインドエタノールプラントはほとんどないしかしながら最近ではバックエンド油分抽出技術が米国内の大多数のドライグラインドエタノールプラントで広く採用されるようになってきたこのプロセスはトウモロコシ油のおおよそ 3 概要当 DDGS ユーザーハンドブック第 3 版は以前のバージョンに DDGS の利用に関する最近の研究と経験をアップデートしたものであるこの第 3 版は米国のエタノールプラントの多くが生産している低脂肪 DDGS についていくつかの新たな章を加えている米国のエタノール産業はいくつかの異なる設計と生産技術を用いておりエタノール生産のためにいくつかの異なる飼料穀物を原料としている多様な種類のトウモロコシ品種と供給源がそれら原料の中に含まれる