著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Animals

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

綿の種から油を搾った後に残る綿実かす（綿実粕）や、これをさらに精製した綿実たんぱくは、たんぱく質を多く含む飼料原料です。一方で、繊維が多いこと、豚に必要なアミノ酸のバランスが偏っていること、毒性のある遊離ゴシポールという成分を含むことから、豚の飼料としての利用は限られてきました。著者らによると、微生物で固体のまま発酵させる「固相発酵」はゴシポールを分解し、栄養価を高められることが示されています。しかし、発酵させた綿実製品を育成期の豚で評価した研究はまだ少ないとされています。

そこで研究チームは、微生物の組み合わせなど発酵条件を変えて作った発酵綿実かす・発酵綿実たんぱくについて、育成豚がエネルギーとアミノ酸をどれだけ消化・利用できるかを調べました。あわせて、一般的な成分分析の値から、これらの栄養価を推定する式を作ることを目指しました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、中国各地の業者から、たんぱく質含量の異なる綿実たんぱく3種類と綿実かす2種類を入手しました。乾物あたりの粗たんぱく質は46.51〜61.68%、遊離ゴシポールは296.50〜1493.73 mg/kgでした。これらを原料に、菌の組み合わせ、酸素の有無、発酵期間を変えて103バッチの発酵試料を作りました。主成分分析やクラスター分析といった統計手法で成分の特徴を整理し、性質の異なる代表的な10種類の発酵処理を選びました。選んだ処理は50 kg規模に拡大して製造し、豚の試験に用いました。

エネルギーを調べる試験では、基礎飼料のエネルギー源となる原料の25%を発酵綿実製品に置き換えました。そのうえで、栄養素が消化管全体でどれだけ消化されたか（見かけの全消化管消化率）と、消化可能エネルギー（DE）・代謝エネルギー（ME）を求めました。

アミノ酸を調べる試験では、体重約61 kgの去勢雄豚22頭を用いました。小腸の末端（回腸）に、腸の内容物を採取するための管を手術で取り付けています。豚を11種類の飼料に割り当て、3期間にわたって飼料を入れ替える試験設計で、回腸に届くまでにどれだけのアミノ酸が消化されたかを調べました。指標は、見かけの回腸消化率（AID）と、体から自然に分泌されるアミノ酸の分を補正した標準化回腸消化率（SID）です。最後に、成分分析値と栄養価との相関を調べ、段階的重回帰分析で推定式を作りました。

主な報告結果

発酵によって、遊離ゴシポールは1つの処理を除くすべてで、元の原料より有意に減少しました。例外の処理も数値上は減っていました。例として、ある綿実たんぱく原料では遊離ゴシポールが594.12 mg/kgから、ある発酵処理で213.14 mg/kgに減りました。同じ処理では、粗たんぱく質が59.91%から63.57%に増えています。別の原料では、発酵によって中性デタージェント繊維が21.28%から9〜10%程度に減少しました。

アミノ酸の消化率は、試験飼料によって大きく異なりました。多くのアミノ酸で、試験飼料3を与えた群の値が最も高くなりました。たとえばリジンの見かけの回腸消化率は、試験飼料3の群で81.87%、試験飼料1の群で27.32%でした。標準化回腸消化率も、システイン、メチオニン、トリプトファン、プロリンを除くアミノ酸で群間に有意な差がありました。

エネルギー試験では、置き換えた飼料のうち1つを除いて、栄養素の消化率に基礎飼料との有意な差はありませんでした。研究チームは、25%の置き換えが育成豚に悪影響を与えなかったとしています。消化可能エネルギーは発酵の質の違いをよく反映した一方、代謝エネルギーは処理間で安定していました。

成分との関係では、トリプトファンとメチオニンの標準化回腸消化率が、粗たんぱく質や灰分と正の相関を示しました。繊維や遊離ゴシポールとは負の相関でした。一方、スレオニンの消化率は、どの一般成分とも有意な相関を示しませんでした。作成した推定式の当てはまりの良さを表す決定係数（R²）は0.57〜0.93で、消化可能エネルギーは0.81、代謝エネルギーは0.93、スレオニンは0.57でした。

この報告が示すこと

著者らは、今回試した条件の中では、黒麹菌（Aspergillus niger）を接種して酸素のある状態で短期間発酵させた処理が、総合的に最も優れていたと結論づけています。この処理では、繊維の分解とゴシポールの減少が効率よく進み、育成豚での栄養素とアミノ酸の消化率が最も高くなったとされます。また、粗たんぱく質や繊維の量は、エネルギー価を推定する有力な手がかりになると述べています。一方でスレオニンの消化率は、単一の一般成分では予測しにくいとしています。

研究チームは、作成した推定式を使えば、通常の成分分析だけでエネルギーや消化できるアミノ酸の量を素早く見積もれると述べています。そうなれば、費用と手間のかかる動物試験への依存を減らせる可能性があります。ただし、式の作成に使った試料は10種類と少なく、別のデータでの検証もまだ行われていないため、著者らはこれらの式を予備的なものと位置づけています。実際に使う前には、より幅広い発酵綿実製品での独立した検証が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Can Zhang（National Feed Engineering Technology Research Center, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, No. 2 Yuanmingyuan West Road, Beijing 100193, China）、Wenqing Lu（National Feed Engineering Technology Research Center, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, No. 2 Yuanmingyuan West Road, Beijing 100193, China）、Juntao Li（National Feed Engineering Technology Research Center, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, No. 2 Yuanmingyuan West Road, Beijing 100193, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Can Zhang, Wenqing Lu, Juntao Li. Nutrient and Amino Acid Digestibility of Fermented Cottonseed Meal and Fermented Cottonseed Protein Produced with Different Microbial Combinations in Growing Pigs. Animals（出版社：MDPI AG） 2026-10-01. DOI: 10.3390/ani16213427. 原著ライセンス：CC BY.