JP3852862B2

JP3852862B2 - Alkaline-treated bagasse, its production method and use

Info

Publication number: JP3852862B2
Application number: JP33688594A
Authority: JP
Inventors: 敏入谷; 正和三橋; 博人茶圓; 俊雄三宅
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-12-06
Also published as: JPH07231754A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルカリ処理バガスとその製造方法並びに用途に関し、更に詳細には、セルロース及びヘミセルロースの分解が抑制された状態で柔軟化されたアルカリ処理バガス、それを用いたバガス飼料及び発酵バガス飼料、それらの製造方法及び、用途並びにそれに用いる発酵用微生物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サトウキビのしぼり粕であるバガスは、多量のセルロース、ヘミセルロースを含み、一部燃料などに利用されているものの、他に有効な用途も見いだせず、未だ代表的未利用農産廃棄物の域にあり、毎年、世界中で１億トン以上も排出されて、その処理に困っているのが現状である。
【０００３】
一方、草を餌にする家畜、すなわち、牛、羊などの反すう動物は、人、豚、家禽などの単胃動物とは違って、元来、植物由来のセルロース、ヘミセルロースなどを摂取し、エネルギーに変換することができるのであり、これら反すう動物にとっては、生理的にもそれが要求されている。
【０００４】
近年、牛肉、乳製品を中心とする畜産品の消費が拡大し、集約的牧畜業が著しく発展してきた。その結果、牛を限られた面積で飼育、換言すれば、狭い畜舎での多頭飼育が行われるようになり、これをまかなうだけの草の供給が困難になってきた。そこで草に代わるセルロース、ヘミセルロースを主成分とする粗飼料の需要が急激に高まってきた。
【０００５】
バガスを粗飼料に利用しようとする試みは、古くから行われてきた。しかしながら、バガスには、セルロース、ヘミセルロースに加えて相当量のリグニンが含まれ、このリグニンとセルロースなどの繊維質とが強固に結合し、バガス組織を竹のように堅固にしており、反すう動物と言えども、バガスそのままでは、消化率が低く、また嗜好性も劣り、飼料価値の極めて低いものである。むしろ、そのまま牛に与えると、バガス片が第１胃の壁に突き刺さる危険性のあることすら知られている程である。
【０００６】
そこで、バガスの飼料価値を向上するために、リグニンを分解して組織を柔軟化し、消化率を向上させる多くの試みが提案されている。その多くの提案は、まず、バガスをアルカリ処理し、次いで発酵させようとするものである。アルカリ処理については、『バイオテクノロジー・アンド・バイオエンジニアリング（ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）』、第２６巻、第４２６乃至４３３頁（１９８４年）に記載されているように、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ剤の使用が知られており、アルカリ処理バガスの発酵については、例えば、『アニマル・フィード・サイエンス・アンド・テクノロジー（ＡｎｉｍａｌＦｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）』、第９巻、第１乃至１７頁（１９８３年）に記載されているように、水酸化ナトリウムを使用したアルカリ処理バガスをサイレージ化する方法が知られている。
【０００７】
しかしながら、従来、提案されているこれらの方法を詳細に検討したところ、水酸化ナトリウムを用いるアルカリ処理の場合には、強アルカリ性で比較的少量の使用で高ｐＨが確保でき、リグニンをよく分解し、バガス組織を柔軟化できるものの、粗飼料として大切にしたいセルロース、ヘミセルロースまでも分解、損失しやすいことが判明した。加えて、アルカリ処理バガスのｐＨ低下、すなわち、乳酸菌増殖可能ｐＨ域までのｐＨ低下が極めて緩慢で長時間を要し、それを発酵バガス飼料に仕上げる期間に至っては、２５乃至９０日もの長期間を要することが判明した。また、これを避けるために急いでｐＨを低下させるには、アルカリ処理バガスを酸性溶液による中和処理を必要とするなど多くの欠点をかかえていることが判明した。
【０００８】
また、水酸化カルシウムや炭酸ナトリウムを使用する場合には、アルカリ強度が比較的低いので、アルカリ剤の使用量がバガス固形物当たり約１２乃至３０ｗ／ｗ％（以下、本明細書では、特にことわらない限り、ｗ／ｗ％を％と略記する。）にも昇り、コストがかさむばかりでなく、反すう動物にとっては、過剰のアルカリ剤を摂取することになるから大量の水を欲しがり、多量の尿を排出しなければならず、生理的負担の大きい致命的欠点のあることも判明した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記欠点を解消したアルカリ処理バガスとその用途を提供するものであり、また、その需要量が莫大であるだけに、大量生産方法に好適な、安価で、短期間に容易に製品化できる製造方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するために、まず、バガスのアルカリ処理に用いるアルカリ剤に着目し、鋭意研究してきた。その結果、意外にも、従来、注目されなかった酸化カルシウムの利用がアルカリ処理バガスの製造に好適であるばかりでなく、それを用いる発酵バガス飼料の製造にとっても好都合であることを見いだし、本発明を完成した。
【００１１】
また、アルカリ剤として、酸化カルシウムとともに水酸化ナトリウムを用いることは、酸化カルシウムの場合と同等以上に優れて、アルカリ処理バガスやそれを用いる発酵バガス飼料の製造に好適であることを見いだし、本発明を完成した。すなわち、バガスのアルカリ処理剤として、酸化カルシウム又は酸化カルシウムとともに水酸化ナトリウムを用いる本発明は、次に述べるような多くの特長を有していることが判明した。
【００１２】
（１）バガス中の有効成分であるセルロース、ヘミセルロースをほとんど損失することなく、組織を柔軟化したアルカリ処理バガスが製造できる。
（２）酸化カルシウムが活性なアルカリ剤であり、さらには、吸水して発熱し、アルカリ反応を促進するためか、アルカリ剤の使用量を比較的少なくすることができるとともに、短時間でアルカリ処理の目的が達成できる。
（３）アルカリ処理バガスのｐＨ低下が比較的早いことから、酸による中和処理を必要とすることなく、早期に乳酸菌種菌を接種することができる。
（４）操作が容易で、製造期間も短く、比較的安価に製造できるので、アルカリ処理バガス及びそれを用いる発酵バガス飼料の大量生産方法に適している。
（５）バガスに対するアルカリ剤の使用量が比較的少なく、反すう動物にとっては、アルカリ剤の過剰摂取を懸念することがないばかりか、むしろ、必須ミネラルであるカルシウムを適量強化することとなり、栄養的に好都合である。
（６）得られる発酵バガス飼料は、高品質で消化性、嗜好性に優れている。
（７）得られるアルカリ処理バガス、これを用いるバガス飼料及び発酵バガス飼料は、家畜飼料として好適であるばかりでなく、有機質肥料としても有利に利用できる。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明に利用するバガスは、製糖工場において排出される水分約４０乃至５０％のバガスをそのまま用いればよく、必要ならば、それを乾燥し保存したものを用いてもよい。アルカリ処理に際して共存する水分量としては、バガスとアルカリ剤とを混合して互いになじむだけの量を下限とし、一方、その量の上限は、アルカリ処理バガスからアルカリ性溶液が流失しないまでの水分量が望ましい。具体的には、約４０乃至９０％、望ましくは、約４５乃至８０％の範囲が好適である。
【００１５】
使用する酸化カルシウムは、活性度の高い、換言すれば、できるだけ吸湿していない新鮮なものが望ましく、その形状は、粒状、粉末状など適宜選択できる。酸化カルシウムの使用量は、バガスに対して、固形物当たり５％を越えない範囲、望ましくは、２乃至４％の範囲が好適である。水酸化ナトリウムの使用量は、共に使用する酸化カルシウム量を越えない範囲、望ましくは、３％未満の量が好適である。
【００１６】
バガスに水分共存下でアルカリ剤を含有させる方法は、バガスに所定量の水分が存在し、アルカリ剤が混合できる方法であればよく、例えば、予め、バガスに水を混合し、次いで、これにアルカリ剤を混合することも、また、この逆の順序で行うことも随意である。これらの方法は、環境温度下で行えばよく、通常、約１０乃至３５℃の範囲である。
【００１７】
このようにして、バガスに水分共存下でアルカリ剤を含有させたものの始発ｐＨは、通常、ｐＨ約１０．３以上、望ましくは、ｐＨ約１０．５乃至１２であり、そのまま、環境温度下に放置するだけで、短時間の内に、通常、約１０乃至４０時間程度でアルカリ処理の目的を達成するｐＨ１０未満、望ましくはｐＨ９．５未満のアルカリ処理バガスを採取することができる。
【００１８】
このようにして得られるアルカリ処理バガスは、実質的にセルロース、ヘミセルロースの損失もなく、組織をよく柔軟化しており、とりわけ、酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとを併用するものにおいては、酸化カルシウム単独使用のものと比較して、リグニンをよく分解し、組織を更に柔軟化するにもかかわらず、有効成分のセルロース、ヘミセルロースの損失も少なく、発酵バガス飼料のための原料として好適である。また、このアルカリ処理バガスを発酵させることなく、そのまま、糖蜜、有機酸などのエネルギー源、脱脂大豆、棉実粕などの蛋白源などの栄養源と配合して、各種飼料に利用することも有利に実施できる。
【００１９】
また、このアルカリ処理バガス又はこれに各種栄養源を配合して得られるバガス飼料は、土壌中で適度な分解を受ける有機質肥料としても好適であり、土壌への養分補給、土壌改良、土壌保水力の向上などに著しい効果を発揮することが判明した。このアルカリ処理バガス又はバガス飼料を肥料として施用する場合には、その組成、土壌の状態、生育させる作物によっても変動するが、通常、１０アール当たり、約４０乃至５００ｋｇの範囲から選ばれる量を土壌中にすき込めばよい。
【００２０】
アルカリ処理バガスから発酵バガス飼料を製造するには、自然発酵させてもよいが、望ましくは、アルカリ処理バガスのｐＨが低下し、接種する乳酸菌が増殖しうるｐＨ域に達した時点、又は、その直前に、アルカリ処理バガスに乳酸菌種菌及び栄養源を含有させて発酵させれば目的を容易に達成することができる。この際、必要ならば、アルカリ処理バガスを、酸性水溶液で、接種する乳酸菌が増殖しうるまでの最小限の部分的中和処理を採用することも随意である。
【００２１】
本発明に使用する乳酸菌は、アルカリ処理バガスを含有する培地で乳酸発酵できるものであればよく、例えば、エンテロコッカス属、ラクトバシラス属、ペディオコッカス属及び／又は、ストレプトコッカス属などに属する乳酸菌が好適である。とりわけ、本発明において、新たに分離したエンテロコッカス属に属する乳酸菌、エンテロコッカス・ファエシウムＨＬ−５（ＦＥＲＭＢＰ−４５０４）は、ｐＨ９．５以上の高アルカリ性で、又は塩化ナトリウム６．５％の高濃度塩類溶液で増殖し、乳酸を産生して、アルカリ処理バガスのｐＨを低下させる能力を有し、嗜好性の高い発酵バガス飼料を製造できるので好都合である。
【００２２】
すなわち、本菌は、アルカリ処理バガスを含有するｐＨ１０未満、望ましくは、ｐＨ９以上１０未満、更に望ましくは、ｐＨ９．５以上１０未満のアルカリ性培地で増殖能を有し、アルカリ処理バガスのｐＨが低下する比較的早い段階であるｐＨ１０付近に低下した時点、換言すれば、アルカリ処理期間にして、通常、１乃至２日間程度又はそれ未満で接種可能であることが判明し、発酵バガス飼料の製造期間を大幅に短縮でき、約３乃至６日間に短縮できる特長を有している。前述のｐＨ低下の比較的早い酸化カルシウムを用いるアルカリ処理バガスに接種すれば、更に、発酵バガス飼料の製造期間を短縮できるので極めて有利である。
【００２３】
次に、本発明で、新たにとうもろこしサイレージから分離したエンテロコッカス属に属する微生物ＨＬ−５の同定試験結果を示す。なお、同定試験は、『微生物の分類と同定』（長谷川武治編、学会出版センター、１９８５年）に準じて行った。
【００２４】
【Ａ細胞形態】

【００２５】
【Ｂ培養的性質】

【００２６】
【Ｃ生理学的性質】

【００２７】
以上の菌学的性質をもとにして、『バージーズ・マニュアル・オブ・システマティック・バクテリオロジー（Ｂｅｒｇｅｙ´ｓＭａｎｕａｌｏｆＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＢａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ）』、第２巻（１９８６年）を参考にして、公知の菌株との異同を検討した。その結果、上記のすべての菌学的性質のうち、本菌は、ソルボースからの酸の生成が陰性である性質を有している点だけが違い、その他のすべての性質がエンテロコッカス・ファエシウム（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｆａｅｃｉｕｍ）のそれとよく一致した。
【００２８】
これらの結果より、本発明者等は、本菌を新規微生物エンテロコッカス・ファエシウムＨＬ−５と命名し、平成５年１２月１７日付けで、茨城県つくば市東１丁目１番３号にある、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所、特許微生物寄託センターに寄託し、受託番号ＦＥＲＭＢＰ−４５０４として受託された。本発明では、上記菌株のみならず、エンテロコッカス属に属し、アルカリ処理バガスを含有するｐＨ９．５以上のアルカリ性培地で増殖能を有する他の菌株、更には変異株なども有利に用いることができる。本発明に用いるエンテロコッカス属に属する他の菌株としては、例えば、エンテロコッカス・カッセリフラブス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｃａｓｓｅｌｉｆｌａｖｕｓ）ＩＦＯ３５３１、エンテロコッカス・ズランス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｄｕｒａｎｓ）ＩＦＯ１３１３１、エンテロコッカス・フェカリス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｆａｅｃａｌｉｓ）ＩＦＯ３９７１、エンテロコッカス・ファエシウム（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｆａｅｃｉｕｍ）ＩＦＯ３５３５、エンテロコッカス・ヒラエ（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓｈｉｒａｅ）ＩＦＯ３１８１Ｔなどがある。
【００２９】
これらのエンテロコッカス属に属する乳酸菌は、本発明で分離したエンテロコッカス・ファエシウムＨＬ−５（ＦＥＲＭＢＰ−４５０４）と同様に、アルカリ処理バガスのｐＨが低下する比較的早い段階、換言すれば、ｐＨ９以上、望ましくは、ｐＨ９．５以上の段階でよく増殖することが判明し、接種時期を早めることができるので、発酵処理期間の短縮に好都合である。
【００３０】
また、エンテロコッカス属に属する乳酸菌とともにｐＨ８付近より低いｐＨで高い増殖能を有するラクトバシラス属、ペディオコッカス属及びストレプトコッカス属などに属する他の乳酸菌から選ばれる１種又は２種以上の併用は、発酵バガス製造期間の短縮された嗜好性の高い高品質の発酵バガス飼料を製造するのにきわめて優れた方法である。
【００３１】
ラクトバシラス属に属する菌株としては、例えば、ラクトバシラス・ラムノサス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｒｈａｍｎｏｓｕｓ）ＩＦＯ３５３２、ラクトバシラス・プランタラム（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｐｌａｎｔａｒｕｍ）ＩＦＯ３０７０、ラクトバシラス・サケ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｓａｋｅ）ＩＦＯ３５４１、ラクトバシラス・アシドフィラス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ）ＩＦＯ１３９５２、ラクトバシラス・ヘルベティカス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｈｅｌｖｅｔｉｃｕｓ）ＩＦＯ３８０９、ラクトバシラス・ブレビス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｂｒｅｖｉｓ）ＩＦＯ３３４５などがあり、この１種又は２種以上の使用は、発酵バガス飼料の嗜好性を高めるのに好都合である。
【００３２】
また、ペディオコッカス属及びストレプトコッカス属に属する細菌、例えば、ペディオコッカス・アシディラクティシ（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓａｃｉｄｉｌａｃｔｉｃｉ）ＩＦＯ３０７６、ストレプトコッカス・ボビス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓｂｏｖｉｓ）ＩＦＯ１２０５７などを用いることも有利に実施できる。
【００３３】
アルカリ処理バガスの発酵処理は、アルカリ処理バガスに乳酸菌種菌と栄養源とを含有させて発酵できればよく、通常、アルカリ処理バガスに栄養源と、必要に応じて、適量の水とを配合し、これに乳酸菌の種培養物を接種し、環境温度下で、望ましくは約１５乃至５０℃の範囲で、例えば、プラスチックシートをカバーするか、フレキシルバッグに詰めるか、ラッピングするかなどして、嫌気下で約２乃至４日間発酵させて目的を達成することができる。
【００３４】
栄養源としては、乳酸菌の増殖に役立つ栄養源であるか、及び／又は、得られる発酵飼料バガスを摂取する動物のための栄養源であればよく、通常、エネルギー源、蛋白源、ミネラル源及びビタミン源から選ばれる１種又は２種以上が用いられる。具体的には、例えば、糖蜜、砂糖、ぶどう糖、澱粉、有機酸、アルコール、圧ぺん穀類、ソルガム、大麦、大麦ヌカ、砕米、米ヌカ、小麦、小麦麩、とうもろこし、コーングルテンフィード、脱脂大豆、大豆カゼイン、棉実、棉実粕、ナタネ粕、ビール粕、牛乳、脱脂粉乳、ミルクカゼイン、ホエー、血粉、骨粉、フェザーミール、フィッシュミール、尿素、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、燐酸塩、鉄塩、銅塩、亜鉛塩、水溶性ビタミン、脂溶性ビタミンなどが適宜使用される。
【００３５】
前記栄養源を、一般的には、固形物当たり、バガス使用量を越えない範囲で含有させるのが望ましい。また、適量の水を配合するとは、乳酸発酵が進行しうる水分を下限とし、かつ、得られる発酵バガス飼料から栄養物含有溶液が流失しないまでの水分量を配合すればよく、一般的には約４０乃至９０％、望ましくは、約４５乃至８０％、保存性を重視するなら約４５乃至６０％が好適である。また、発酵バガス飼料の使用目的が、例えば、単に粗飼料としてだけであるのか、又は、バランスよく栄養源を含有させた完全飼料であるかによって、発酵時の栄養源の種類と量を適宜変更することができる。得られた発酵バガス飼料は、栄養源の使用状況によっても変わってくるが、多くの場合、乳酸酸性で保存性も高く、嗜好性も高い。必要ならば、その保存性を更に高めるために、通風乾燥、加熱乾燥して水分を４０％未満、望ましくは、３０％未満に低減させて、保存し利用することも有利に実施できる。
【００３６】
このようにして得られた本発明の発酵バガス飼料は、消化性も良く、嗜好性の高い高品質の飼料である。この発酵バガス飼料は、主として反すう動物用飼料として用いられるが、必要に応じて、豚、家禽などの単胃動物用飼料として、とりわけ、整腸作用、感染予防作用、糞の悪臭予防などを発揮する飼料としても用いることができる。牛の場合、発酵バガス飼料の種類、成長段階によっても異なるが、通常、本発酵飼料を、１日、１頭当たり、約４乃至２０ｋｇ又はそれ以上摂取し、１日当たりの体重増加量は、約２ｋｇ以上、好適時には、約２．５ｋｇ以上にも達する。
【００３７】
目的動物の種類、成長段階の違いなどによって、本発酵バガス飼料に、更に他の栄養源を配合して利用することも有利に実施できる。
【００３８】
また、この発酵バガス飼料は、土壌中で適度な分解を受ける有機質肥料としても好適であり、土壌への養分補給、土壌改良、土壌保水力の向上などに著しい効果を発揮することが判明した。本発酵飼料を肥料として施用する場合には、その組成、土壌の状態、生育させる作物によっても変動するが、通常、１０アール当たり、約６０乃至８００ｋｇの範囲から選ばれる量を土壌中にすき込めばよい。
【００３９】
以下、本発明の酸化カルシウムを用いるアルカリ処理方法について、実験で詳細に説明する。
【００４０】
【実験１アルカリ処理バガスに与えるアルカリ剤の影響】
バガスに加水して水分７０％とし、これに、アルカリ剤として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、バガス固形物当たり、３％、５％又は７％を、酸化カルシウム（ＣａＯ）を、バガス固形物当たり、２％、３％、５％又は７％をできるだけ均一に混合して、室温下で放置し、得られるアルカリ処理バガスのｐＨ変化、成分変化、及び柔軟性を調べた。
【００４１】
ｐＨは、混合直後、２４時間目及び４８時間目にサンプリングして測定した。その方法は、アルカリ処理バガス標品１重量部に純水２重量部を加えて混合し、１０分間放置後、濾過し、濾液をｐＨメーターで測定した。成分は、原料バガスと２４時間目、４８時間目のものについて、それぞれ８点ずつサンプリングし、それらのヘミセルロース、セルロース及びリグニン含量を測定し、平均値を求めた。
【００４２】
測定方法は、『食物繊維』、第３８乃至４６頁（１９８２年）、第一出版株式会社発行に記載されている「３．１ＶａｎＳｏｅｓｔのｄｅｔｅｒｇｅｎｔｆｉｌｔｅｒ法」に準じて測定した。なお、原料バガスの成分の含量は、固形物当たり、ヘミセルロース２８．７％、セルロース５２．６％、リグニン１１．９％であった。
【００４３】
バガスの柔軟性は、薄手のプラスチック製手袋をはめ、アルカリ処理バガスをにぎった際の柔軟性の良否を感触で調べた。結果は、表１にまとめた。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１において、ヘミセルロース、セルロース及びリグニンの項の数値は、原料バガス中のそれらの含量に対するアルカリ処理後の残存率（％）で示している。
【００４６】
表１の結果から明らかなように、ｐＨ変化についてみると、従来から使用されてきた水酸化ナトリウムは、酸化カルシウムと比較して、ｐＨ低下が緩慢な傾向にある。成分変化については、粗飼料として大切にしたいセルロース及びヘミセルロースが、水酸化ナトリウムを用いることにより、著しく分解、損失することが判明した。
【００４７】
これに対して、本発明の酸化カルシウムを用いたものは、セルロース及びヘミセルロースがほとんど損失せず、飼料原料として極めて好都合であることが判明した。バガスの柔軟性については、いずれの試験区もよく柔軟化されていた。
【００４８】
以上の結果から、アルカリ処理バガスを製造するためのアルカリ剤として、酸化カルシウムが極めて好適であることが判明した。
【００４９】
また、酸化カルシウムを利用したアルカリ処理バガスは、ｐＨ低下が比較的早く、発酵バガス飼料製造のための乳酸菌増殖ｐＨ域に達するのが早く、早期に乳酸菌を接種することができるので、発酵バガス飼料用原料としても好適である。
【００５０】
【実験２アルカリ処理バガスに与える酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとの併用】
実験１の方法に準じて、バガスに加水して水分７０％とし、これに酸化カルシウム（ＣａＯ）をバガス固形物当たり２％又は３％とともに水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）をバガス固形物当たり１％、２％又は４％を混合して、得られるアルカリ処理バガスのｐＨ変化、成分変化及び柔軟性を調べた。結果は、表２に示す。
【００５１】
【表２】

【００５２】
表２の結果から明らかなように、アルカリ処理剤として酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとの併用は、実験１で行った酸化カルシウム単独使用の場合に似た傾向の長所が発揮されるという意外な事実が判明した。すなわち、いずれの試験区においても、酸化カルシウム単独使用の場合と同様にセルロース及びヘミセルロースの損失が少なく、柔軟性も充分であり、酸化カルシウムと水酸化ナトリウムの併用の好適なことが判明した。
【００５３】
とりわけ、水酸化ナトリウムが、酸化カルシウム使用量を越えない範囲で含有させるのが、有効成分のセルロース及びヘミセルロースをよく残存し、しかもリグニンの分解も進んで、柔軟性もよく、アルカリ処理バガスとして好適であることが判明した。
【００５４】
以下、本発明を具体的に説明するために、アルカリ処理バガスを実施例Ａで、アルカリ処理バガスの用途を実施例Ｂで若干述べるが、本発明の技術的範囲は、この実施例だけに限定されるものではない。
【００５５】
【実施例Ａ−１】
バガスに加水して水分約７０％とし、これにアルカリ剤として、酸化カルシウムをバガス固形物当たり４％混合し、これを一夜放置して、ｐＨ約９．７のアルカリ処理バガスを得た。
【００５６】
本品は、発酵バガス飼料のための原料として、また、発酵させることなく、配合飼料のための粗飼料材料として有利に利用できる。
【００５７】
【実施例Ａ−２】
バガスに加水して水分約６０％とし、これにアルカリ剤として、酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとを、バガス固形物当たり、それぞれ３％、１％混合し、一夜放置して、ｐＨ約１０．２のアルカリ処理バガスを得た。
【００５８】
本品は、実施例Ａ−１と同様に、発酵バガス飼料のための原料として、また、発酵させることなく、配合飼料のための粗飼料材料として有利に利用できる。
【００５９】
【実施例Ａ−３】
水分約４７％のバガスに、アルカリ剤として酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとを、バガス固形物当たり、それぞれ３％、２％混合し、一夜放置して、ｐＨ約９．６のアルカリ処理バガスを得た。
【００６０】
本品は、実施例Ａ−１と同様に、発酵バガス飼料のための原料として、また、発酵させることなく、配合飼料のための粗飼料材料として有利に利用できる。
【００６１】
【実施例Ａ−４】
水分約４５％のバガスに、アルカリ剤として酸化カルシウムと水酸化ナトリウムとを、バガス固形物当たり、２％ずつ混合し、一夜放置して、ｐＨ約１０．３のアルカリ処理バガスを得た。
【００６２】
本品は、実施例Ａ−１と同様に、発酵バガス飼料のための原料として、また、発酵させることなく、配合飼料のための粗飼料材料として有利に利用できる。
【００６３】
【実施例Ｂ−１】
実施例Ａ−１の方法で得たアルカリ処理バガス１００重量部に、栄養源として、糖蜜１０重量部、尿素０．２重量部及び食塩０．２重量部を配合した培地に、エンテロコッカス・ファエシウムＨＬ−５（ＦＥＲＭＢＰ−４５０４）の種培養物を接種し、これをプラスチックシートでカバーして室温下で２日間発酵させ、発酵バガス飼料を得た。
【００６４】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料であり、反すう動物用飼料として好適である。また、この発酵バガス飼料に、他の栄養源を配合して、更に飼料価値を高めたり、豚、家禽などの単胃動物用飼料を製造することも有利に実施できる。
【００６５】
【実施例Ｂ−２】
実施例Ａ−２の方法で得たアルカリ処理バガス１００重量部に、栄養源として、小麦麩２０重量部、糖蜜１０重量部、燐安０．２重量部及び水４０重量部を配合した培地に、エンテロコッカス・カッセリフラブスＩＦＯ３５３１及びラクトバシラス・プランタラムＩＦＯ３０７０の種培養物をそれぞれ接種し、実施例Ｂ−１と同様に発酵させ、発酵バガス飼料を得た。
【００６６】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料であり、反すう動物用飼料として好適である。また、この発酵バガス飼料に、他の栄養源を配合して、更に飼料価値を高めたり、豚、家禽などの単胃動物用飼料を製造することも有利に実施できる。
【００６７】
【実施例Ｂ−３】
実施例Ａ−３の方法で得たアルカリ処理バガス１００重量部に、栄養源として、小麦麩１０重量部、脱脂大豆１０重量部、コーンミール５重量部、糖蜜１０重量部、硫安０．２重量部及び水６０重量部を混合し、これにエンテロコッカス・フェカリスＩＦＯ３９７１及びラクトバシラス・ブレビスＩＦＯ３３４５の種培養物をそれぞれ接種し、フレキシブルバッグに充填して、室温下で２日間発酵させて発酵バガス飼料を得た。
【００６８】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料であり、反すう動物用飼料として好適である。また、この発酵バガス飼料に、他の栄養源を配合して、更に飼料価値を高めたり、豚、家禽などの単胃動物用飼料を製造することも有利に実施できる。
【００６９】
【実施例Ｂ−４】
実施例Ａ−４の方法で得たアルカリ処理バガス１００重量部に、栄養源として、小麦麩２０重量部、圧ぺん大麦５重量部、米ヌカ５重量部、糖蜜１０重量部、ホエー５重量部及び水７０重量部を混合し、これに、エンテロコッカス・ファエシウムＨＬ−５（ＦＥＲＭＢＰ−４５０４）、ラクトバシラス・ラムノサスＩＦＯ３５３２、ラクトバシラス・アシドフィラスＩＦＯ１３９５２の種培養物をそれぞれ接種し、フレキシブルバッグに充填して、室温下で３日間発酵させて、発酵バガス飼料を得た。
【００７０】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料であり、反すう動物用飼料として好適である。また、この発酵バガス飼料に、他の栄養源を配合して、さらに飼料価値を高めたり、豚、家禽などの単胃動物用飼料を製造することも有利に実施できる。
【００７１】
【実施例Ｂ−５】
実施例Ｂ−３の方法で得た発酵バガス飼料を熱風乾燥して、水分約２０％の乾燥発酵バガス飼料を製造した。
【００７２】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料で、その保存性もよく、遠方への移送にも適している。
【００７３】
【実施例Ｂ−６】
実施例Ａ−３の方法で得たアルカリ処理バガス１００重量部に、栄養源として、小麦麩１０重量部、脱脂大豆１０重量部、棉実２重量部、糖蜜５重量部、乳酸１重量部及び水４０重量部を均一に配合してバガス飼料を得た。
【００７４】
本品は、消化性が良く、嗜好性の高い高品質の飼料であり、反すう動物用飼料として好適である。
【００７５】
【実施例Ｂ−７】
体重４００乃至５００ｋｇの牛２０頭に、実施例Ｂ−３の方法で得た発酵バガス飼料を与えて６０日間飼育した。発酵バガス飼料の嗜好性は高く、１日当たりの摂取量は約２０乃至２５ｋｇにもなり、その健康状態、肥育状況は良好で、１日当たりの平均体重増加量は約２．１ｋｇであった。
【００７６】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によって、大量の未利用農産廃棄物であるバガスから、アルカリ剤として、酸化カルシウム又は酸化カルシウムとともに水酸化ナトリウムを用いることにより、有効成分であるセルロース、ヘミセルロースを損失することなくアルカリ処理バガスを製造し、更に、それを用いてバガス飼料を、又は、それに乳酸菌を接種し発酵させて、嗜好性の高い高品質の発酵バガス飼料が、容易に短期間に製造し得ることとなった。
【００７７】
このようにして得られるアルカリ処理バガス、これを用いるバガス飼料及び発酵バガス飼料は、家畜飼料として好適であるばかりでなく、有機質肥料としても有利に利用できる。
【００７８】
本発明は、単に、廃棄物処理に困っている製糖業者や、粗飼料不足に悩む牧畜業者を救うにとどまらず、その影響は、農業分野、甘味料分野、飼料分野及び畜産加工分野など極めて広範に及ぶ。更に、これを大きく地球規模からながめたとき、人の食糧と全く競合せず、毎年大量に生産される未利用バイオマスであるバガスから、新たに、人の食糧となる畜肉製品、乳製品を大量に提供することとなり、正に、環境破壊、人口爆発、食糧危機などの難題をかかえている地球の未来を救う新技術の確立と言っても過言ではなく、その影響の大きさは計り知れないものがある。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an alkali-treated bagasse and a method for producing the same, and more specifically, and more specifically, an alkali-treated bagasse softened in a state where decomposition of cellulose and hemicellulose is suppressed, a bagasse feed and a fermented bagasse feed using the same, The present invention relates to a production method and use thereof, and a fermentation microorganism used therefor.
[0002]
[Prior art]
Bagasse, which is a sugarcane squeezed rice cake, contains a large amount of cellulose and hemicellulose, and is used for some fuels, but has not found any other useful use, and is still in the area of typical unused agricultural waste. More than 100 million tons are discharged every year all over the world, and the current situation is that it is in trouble.
[0003]
On the other hand, ruminants such as cattle and sheep, which feed on grass, originally consume plant-derived cellulose and hemicellulose, unlike monogastric animals such as humans, pigs and poultry. These ruminants are also physiologically demanded.
[0004]
In recent years, consumption of livestock products, mainly beef and dairy products, has expanded, and intensive livestock farming has developed significantly. As a result, cows are raised in a limited area, in other words, multiple heads are raised in a small barn, and it has become difficult to supply grass to cover this. Therefore, the demand for roughage mainly composed of cellulose and hemicellulose, which replace grass, has increased rapidly.
[0005]
Attempts to use bagasse for roughage have been made for a long time. However, bagasse contains a considerable amount of lignin in addition to cellulose and hemicellulose. The lignin and fibers such as cellulose are firmly bound together, making the bagasse tissue firm, like bamboo, and ruminant animals. However, bagasse as it is has a low digestibility, poor palatability, and extremely low feed value. Rather, it is even known that there is a risk that a piece of bagasse will pierce the wall of the first stomach if fed directly to the cow.
[0006]
Therefore, in order to improve the feed value of bagasse, many attempts have been made to decompose lignin to soften tissues and improve digestibility. Many of the proposals are to first treat bagasse with alkali and then ferment it. Regarding alkali treatment, as described in “Biotechnology and Bioengineering”, Vol. 26, pp. 426 to 433 (1984), sodium hydroxide, calcium hydroxide, carbonate The use of alkaline agents such as sodium is known. For fermentation of alkali-treated bagasse, for example, “Animal Feed Science and Technology”, Vol. 9, Vols. 1 to 17 As described on page (1983), a method of silageizing an alkali-treated bagasse using sodium hydroxide is known.
[0007]
However, when these conventional methods have been examined in detail, in the case of alkali treatment using sodium hydroxide, a high pH can be secured by using a relatively alkaline and relatively small amount, and lignin is decomposed well. Although it was possible to soften the bagasse tissue, it was found that cellulose and hemicellulose, which are important for roughage, are easily decomposed and lost. In addition, the pH reduction of the alkali-treated bagasse, that is, the pH reduction to the pH range where lactic acid bacteria can grow is extremely slow and takes a long time, and the period for finishing it into a fermented bagasse feed is as long as 25 to 90 days. It turned out to be necessary. In order to avoid this, it has been found that in order to rapidly reduce the pH, the alkali-treated bagasse requires many neutralization treatments with an acidic solution.
[0008]
In addition, when calcium hydroxide or sodium carbonate is used, the alkali strength is relatively low, so the amount of alkali agent used is about 12 to 30 w / w% per bagasse solid (hereinafter referred to as “particularly” in this specification). Unless otherwise noted, w / w% is abbreviated as%.) Not only is it costly, but ruminant animals want to consume a large amount of water because they consume excessive alkaline agent. Urine must be excreted, and it has also been found to have a fatal defect with a heavy physiological burden.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an alkali-treated bagasse that eliminates the above-mentioned drawbacks and uses thereof, and since the demand is enormous, it is suitable for a mass production method and is inexpensive and easily manufactured in a short period of time. An object of the present invention is to provide a manufacturing method that can be manufactured.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made extensive studies by paying attention to an alkali agent used for alkali treatment of bagasse. As a result, surprisingly, it has been found that the use of calcium oxide, which has not been noticed in the past, is suitable not only for the production of alkali-treated bagasse, but also for the production of fermented bagasse feed using the same. Was completed.
[0011]
Further, it has been found that the use of sodium hydroxide together with calcium oxide as an alkaline agent is superior to that of calcium oxide and is suitable for the production of alkali-treated bagasse and fermented bagasse feed using the same. Was completed. That is, it has been found that the present invention using calcium hydroxide or sodium hydroxide together with calcium oxide as a bagasse alkali treating agent has many features as described below.
[0012]
(1) Alkaline-treated bagasse with a softened tissue can be produced with almost no loss of cellulose and hemicellulose as active ingredients in bagasse.
(2) Calcium oxide is an active alkali agent, and furthermore, it absorbs water to generate heat and accelerates the alkali reaction, so that the amount of the alkali agent used can be relatively reduced and the alkali treatment can be performed in a short time. The purpose of can be achieved.
(3) Since the pH reduction of the alkali-treated bagasse is relatively fast, it is possible to inoculate lactic acid bacteria seed bacteria at an early stage without requiring neutralization treatment with an acid.
(4) Since it is easy to operate, has a short production period, and can be produced relatively inexpensively, it is suitable for a method for mass production of an alkali-treated bagasse and a fermented bagasse feed using the same.
(5) The amount of alkaline agent used for bagasse is relatively small. For ruminants, there is no concern about excessive intake of alkaline agent. Convenient to.
(6) The obtained fermented bagasse feed is high quality and excellent in digestibility and palatability.
(7) The obtained alkali-treated bagasse, bagasse feed and fermented bagasse feed using the bagasse are not only suitable as livestock feed, but can also be advantageously used as organic fertilizer.
[0013]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
As the bagasse used in the present invention, bagasse having a water content of about 40 to 50% discharged in a sugar factory may be used as it is, and if necessary, dried baggage may be used. The amount of water that coexists in the alkali treatment is the lower limit of the amount that is mixed with bagasse and the alkali agent, while the upper limit of the amount is the amount of moisture until the alkaline solution does not run away from the alkali-treated bagasse. desirable. Specifically, a range of about 40 to 90%, desirably about 45 to 80% is preferable.
[0015]
The calcium oxide to be used is desirably a high activity, in other words, a fresh one that absorbs as little moisture as possible, and the shape thereof can be appropriately selected such as granular or powdery. The amount of calcium oxide to be used is preferably in a range not exceeding 5% per solid matter, desirably in a range of 2 to 4% with respect to bagasse. The amount of sodium hydroxide used is within a range not exceeding the amount of calcium oxide used together, desirably less than 3%.
[0016]
The bagasse may contain an alkali agent in the presence of moisture, as long as a predetermined amount of moisture is present in the bagasse and the alkali agent can be mixed.For example, the bagasse is mixed with water in advance and then added to the bagasse. It is optional to mix the alkaline agent and also to perform the reverse order. These methods may be carried out at ambient temperature and are usually in the range of about 10 to 35 ° C.
[0017]
In this way, the initial pH of the bagasse containing the alkali agent in the presence of moisture is usually about pH 10.3 or more, preferably about pH 10.5 to 12, and is kept at ambient temperature. By simply allowing it to stand, an alkali-treated bagasse having a pH of less than 10, preferably less than 9.5, which achieves the purpose of alkali treatment in about 10 to 40 hours, can be collected within a short time.
[0018]
The alkali-treated bagasse obtained in this way has substantially no loss of cellulose and hemicellulose, and softens the tissue well. Especially when calcium oxide and sodium hydroxide are used in combination, calcium oxide alone is used. Compared to the above, the lignin is decomposed well and the tissue is further softened, but the loss of the active ingredients cellulose and hemicellulose is small, and it is suitable as a raw material for fermented bagasse feed. It is also advantageous to combine this alkali-treated bagasse with various energy sources such as molasses and organic acids, and nutrient sources such as protein sources such as defatted soybeans and persimmons without fermenting them. Can be implemented.
[0019]
Moreover, the bagasse feed obtained by blending this alkali-treated bagasse or various nutrients with it is also suitable as an organic fertilizer that undergoes moderate decomposition in the soil, and provides nutrient replenishment to the soil, soil improvement, and soil water retention capacity. It has been found that it has a remarkable effect on the improvement of When this alkali-treated bagasse or bagasse feed is applied as a fertilizer, it varies depending on the composition, the state of the soil, and the crops to be grown. Usually, an amount selected from the range of about 40 to 500 kg per 10 are Just plunge inside.
[0020]
In order to produce fermented bagasse feed from alkali-treated bagasse, it may be naturally fermented. Desirably, when the pH of the alkali-treated bagasse decreases and reaches a pH range where lactic acid bacteria to inoculate can grow, or Immediately before, the purpose can be easily achieved by fermenting the alkali-treated bagasse with a lactic acid bacteria inoculum and a nutrient source. At this time, if necessary, it is optional to employ a partially neutralized treatment of the alkali-treated bagasse with an acidic aqueous solution until the inoculated lactic acid bacteria can grow.
[0021]
The lactic acid bacterium used in the present invention may be any lactic acid bacterium that can be lactic acid fermented in a medium containing alkali-treated bagasse. For example, lactic acid bacteria belonging to the genus Enterococcus, Lactobacillus, Pediococcus and / or Streptococcus are suitable. is there. In particular, in the present invention, a newly isolated lactic acid bacterium belonging to the genus Enterococcus, Enterococcus faecium HL-5 (FERM BP-4504) is highly alkaline having a pH of 9.5 or higher, or a high-concentration salt of 6.5% sodium chloride. It is advantageous because it is capable of producing a fermented bagasse feed that has the ability to grow in solution, produce lactic acid, and lower the pH of the alkali-treated bagasse and has a high palatability.
[0022]
That is, the bacterium has an ability to grow in an alkaline medium containing an alkali-treated bagasse less than pH 10, desirably 9 to less than 10, more desirably pH 9.5 to less than 10, and the pH of the alkali-treated bagasse is lowered. When the pH drops to around pH 10, which is a relatively early stage, in other words, it is found that inoculation is usually possible in about 1 to 2 days or less in the alkali treatment period, and the production period of fermented bagasse feed Has a feature that can be significantly shortened to about 3 to 6 days. Inoculating the alkali-treated bagasse using calcium oxide having a relatively fast pH drop described above is extremely advantageous because the production period of the fermented bagasse feed can be further shortened.
[0023]
Next, the identification test result of microorganisms HL-5 belonging to the genus Enterococcus newly isolated from corn silage in the present invention is shown. The identification test was performed according to “Classification and Identification of Microorganisms” (Takeharu Hasegawa, Academic Publishing Center, 1985).
[0024]
[A cell morphology]

[0025]
[B culture properties]

[0026]
[C Physiological properties]

[0027]
Based on the above bacteriological properties, with reference to “Bergey's Manual of Systematic Bacteriology”, Volume 2 (1986) I examined the difference. As a result, of all the above bacteriological properties, the present bacterium is different only in that it has a negative acid production from sorbose, and all other properties are Enterococcus faecium (Enterococcus). It was in good agreement with that of faecium.
[0028]
Based on these results, the present inventors named this bacterium a new microorganism, Enterococcus faecium HL-5, dated December 17, 1993, located in 1-3-1 Higashi 1-chome Tsukuba City, Ibaraki Prefecture. Deposited at the Institute of Biotechnology, National Institute of Industrial Science, Ministry of Industry, Patent Microorganism Depositary Center, and deposited under the deposit number FERM BP-4504. In the present invention, not only the above strains but also other strains belonging to the genus Enterococcus and having the ability to grow in an alkaline medium having a pH of 9.5 or higher containing an alkali-treated bagasse, and also mutant strains can be advantageously used. Examples of other strains belonging to the genus Enterococcus used in the present invention include, for example, Enterococcus casseriflavus IFO 3531, Enterococcus durans IFO 13131, Enterococcus fecoccus isococci 97 1. Enterococcus faecium IFO 3535, Enterococcus hirae IFO 3181T, and the like.
[0029]
These lactic acid bacteria belonging to the genus Enterococcus are Enterococcus faecium HL-5 isolated in the present invention. (FERM BP-4504) In the same manner as above, it is found that the alkali-treated bagasse grows well at a relatively early stage when the pH of the bagasse is lowered, in other words, at a pH of 9 or higher, preferably at a pH of 9.5 or higher, and the inoculation time can be advanced. It is convenient for shortening the fermentation treatment period.
[0030]
One or more combinations selected from other lactic acid bacteria belonging to the genus Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus, etc. having a high growth ability at a pH lower than about pH 8 together with lactic acid bacteria belonging to the genus Enterococcus are fermented bagasse. It is an excellent method for producing a high quality fermented bagasse feed with a short production period and high palatability.
[0031]
Examples of strains belonging to the genus Lactobacillus include, for example, Lactobacillus rhamnosus IFO 3532, Lactobacillus plantarum IFO 3070, Lactobacillus sac 41 , Lactobacillus helveticus IFO 3809, Lactobacillus brevis IFO 3345, etc. The use of one or more of these is a good capital to enhance the taste of fermented bagasse feed It is.
[0032]
It is also advantageous to use bacteria belonging to the genus Pediococcus and Streptococcus, such as Pediococcus acidilactici IFO 3076, Streptococcus bovis IFO 12057, and the like.
[0033]
The fermentation treatment of alkali-treated bagasse is only required to contain lactic acid bacteria and nutrients in the alkali-treated bagasse. Usually, the nutrient-treated bagasse is mixed with a nutrient source and, if necessary, an appropriate amount of water. Inoculated with a seed culture of lactic acid bacteria, and at an ambient temperature, preferably in the range of about 15-50 ° C., for example by covering plastic sheets, packing in flex bags, wrapping, etc. The fermentation can be accomplished for about 2 to 4 days.
[0034]
The nutrient source may be a nutrient source that is useful for the growth of lactic acid bacteria and / or a nutrient source for animals that ingest the resulting fermented feed bagasse, and is usually an energy source, protein source, mineral source, and One or more selected from vitamin sources are used. Specifically, for example, molasses, sugar, glucose, starch, organic acid, alcohol, pressed cereals, sorghum, barley, barley bran, broken rice, rice bran, wheat, wheat straw, corn, corn gluten feed, defatted soybean, Soy casein, koji, koji kaki, rapeseed koji, beer koji, milk, skim milk powder, milk casein, whey, blood meal, bone meal, feather meal, fish meal, urea, ammonium salt, calcium salt, magnesium salt, sodium salt, Phosphate, iron salt, copper salt, zinc salt, water-soluble vitamin, fat-soluble vitamin and the like are used as appropriate.
[0035]
In general, the nutrient source is desirably contained within a range not exceeding the amount of bagasse used per solid. In addition, blending an appropriate amount of water should be a lower limit of the water at which lactic acid fermentation can proceed, and the amount of water until the nutrient-containing solution is not washed away from the obtained fermented bagasse feed. About 40 to 90%, preferably about 45 to 80% is preferable, and about 45 to 60% is important if preservation is important. In addition, depending on whether the purpose of use of the fermented bagasse feed is, for example, only as a rough feed or a complete feed containing nutrient sources in a balanced manner, the type and amount of the nutrient source during fermentation are appropriately changed. be able to. The obtained fermented bagasse feed varies depending on the state of use of the nutrient source, but in many cases, it is lactic acid, has high storage stability, and has high palatability. If necessary, in order to further improve the storage stability, it can be advantageously stored and used by reducing the moisture to less than 40%, preferably less than 30% by ventilation drying and heat drying.
[0036]
The fermented bagasse feed of the present invention thus obtained is a high quality feed with good digestibility and high palatability. This fermented bagasse feed is mainly used as ruminant feed, but as necessary for monogastric animals such as pigs and poultry, it is especially effective in regulating the intestine, preventing infection and preventing malodor of feces. It can also be used as feed. In the case of cattle, although it varies depending on the type of fermented bagasse feed and the growth stage, this fermented feed is usually consumed in an amount of about 4 to 20 kg or more per head, and the weight gain per day is about 2 kg or more, and when appropriate, about 2.5 kg or more.
[0037]
Depending on the type of the target animal, the difference in the growth stage, etc., it can be advantageously carried out by further blending the fermented bagasse feed with other nutrient sources.
[0038]
This fermented bagasse feed is also suitable as an organic fertilizer that undergoes moderate decomposition in the soil, and it has been found that the fermented bagasse feed exhibits remarkable effects in nutrient supply to the soil, soil improvement, and improvement of soil water retention capacity. When this fermented feed is applied as a fertilizer, it varies depending on the composition, the state of the soil, and the crops to be grown, but usually an amount selected from the range of about 60 to 800 kg per 10 ares is included in the soil. That's fine.
[0039]
Hereinafter, the alkali treatment method using the calcium oxide of the present invention will be described in detail by experiments.
[0040]
[Experiment 1 Influence of alkali agent on alkali-treated bagasse]
Water is added to bagasse to 70%, and sodium hydroxide (NaOH) is added as an alkali agent to 3%, 5% or 7% of bagasse solids, calcium oxide (CaO), bagasse solids. 2%, 3%, 5%, or 7% was mixed as uniformly as possible, and allowed to stand at room temperature, and the pH change, component change, and flexibility of the resulting alkali-treated bagasse were examined.
[0041]
The pH was measured by sampling at 24 hours and 48 hours immediately after mixing. In the method, 2 parts by weight of pure water was added to 1 part by weight of an alkali-treated bagasse sample, mixed, allowed to stand for 10 minutes, filtered, and the filtrate was measured with a pH meter. The components were sampled from 8 points each for the raw bagasse and 24 hours and 48 hours, and the hemicellulose, cellulose and lignin contents were measured, and the average value was obtained.
[0042]
The measurement was performed according to “3.1 Van Soest's detergent filter method” described in “Food Fiber”, pp. 38 to 46 (1982), published by Daiichi Publishing Co., Ltd. In addition, the content of the component of the raw bagasse was 28.7% hemicellulose, 52.6% cellulose, and 11.9% lignin per solid.
[0043]
The softness of the bagasse was examined by touching the softness of the bagasse with thin plastic gloves. The results are summarized in Table 1.
[0044]
[Table 1]

[0045]
In Table 1, the numerical values in the terms of hemicellulose, cellulose, and lignin are shown as the residual rate (%) after alkali treatment with respect to their content in the raw bagasse.
[0046]
As is apparent from the results in Table 1, regarding pH change, sodium hydroxide that has been used conventionally tends to have a slow pH drop compared to calcium oxide. Regarding the component change, it was found that cellulose and hemicellulose that are important as roughage are significantly decomposed and lost by using sodium hydroxide.
[0047]
On the other hand, it turned out that what used the calcium oxide of this invention is very convenient as a feed raw material, with almost no loss of cellulose and hemicellulose. Regarding the flexibility of bagasse, all the test sections were well flexible.
[0048]
From the above results, it was found that calcium oxide is extremely suitable as an alkaline agent for producing an alkali-treated bagasse.
[0049]
In addition, alkali-treated bagasse using calcium oxide has a relatively fast pH drop, reaches a lactic acid bacteria growth pH range for the production of fermented bagasse feed, and can be inoculated with lactic acid bacteria at an early stage. It is also suitable as a starting material.
[0050]
[Experiment 2 Combined use of calcium oxide and sodium hydroxide on alkali-treated bagasse]
According to the method of Experiment 1, water was added to bagasse to 70%, and calcium oxide (CaO) was added to 2% or 3% of the bagasse solids and sodium hydroxide (NaOH) was added to 1% of the bagasse solids. 2% or 4% was mixed, and the pH change, component change and flexibility of the resulting alkali-treated bagasse were examined. The results are shown in Table 2.
[0051]
[Table 2]

[0052]
As is apparent from the results in Table 2, the surprising fact that the combined use of calcium oxide and sodium hydroxide as an alkali treating agent exhibits the advantage of a tendency similar to the case of using calcium oxide alone in Experiment 1. There was found. That is, in any test section, the loss of cellulose and hemicellulose was small as in the case of using calcium oxide alone, the flexibility was sufficient, and it was found that the combined use of calcium oxide and sodium hydroxide was suitable.
[0053]
In particular, sodium hydroxide should be contained in a range that does not exceed the amount of calcium oxide used, because the active ingredients cellulose and hemicellulose remain well, and the lignin decomposition has progressed, the flexibility is good, and it is suitable as an alkali-treated bagasse. It turned out to be.
[0054]
Hereinafter, in order to specifically describe the present invention, the alkali-treated bagasse is described in Example A, and the use of the alkali-treated bagasse is described in Example B. However, the technical scope of the present invention is limited only to this example. Is not to be done.
[0055]
Example A-1
Water was added to bagasse to a moisture content of about 70%, and calcium oxide as an alkaline agent was mixed with 4% of the bagasse solids, which was allowed to stand overnight to obtain an alkali-treated bagasse having a pH of about 9.7.
[0056]
This product can be advantageously used as a raw material for fermented bagasse feed and as a rough feed material for blended feed without fermentation.
[0057]
Example A-2
Water is added to bagasse to a moisture content of about 60%, and calcium oxide and sodium hydroxide are mixed with 3% and 1% of the bagasse solids, respectively, and allowed to stand overnight. An alkali-treated bagasse was obtained.
[0058]
This product can be advantageously used as a raw material for fermented bagasse feed, and as a rough feed material for mixed feed without fermentation, as in Example A-1.
[0059]
Example A-3
Bagasse with a moisture content of about 47%, calcium oxide and sodium hydroxide as alkaline agents are mixed at 3% and 2%, respectively, per bagasse solids and left overnight to obtain an alkali-treated bagasse with a pH of about 9.6. It was.
[0060]
This product can be advantageously used as a raw material for fermented bagasse feed, and as a rough feed material for mixed feed without fermentation, as in Example A-1.
[0061]
Example A-4
Calcium oxide and sodium hydroxide as an alkali agent were mixed at 2% per bagasse solids in bagasse having a moisture content of about 45% and allowed to stand overnight to obtain an alkali-treated bagasse having a pH of about 10.3.
[0062]
This product can be advantageously used as a raw material for fermented bagasse feed, and as a rough feed material for mixed feed without fermentation, as in Example A-1.
[0063]
Example B-1
Enterococcus faecium in a medium containing 100 parts by weight of the alkali-treated bagasse obtained by the method of Example A-1 and 10 parts by weight of molasses, 0.2 parts by weight of urea and 0.2 parts by weight of sodium chloride as a nutrient source. HL-5 ( FERM BP-4504 ) The seed culture was inoculated, covered with a plastic sheet, and fermented at room temperature for 2 days to obtain a fermented bagasse feed.
[0064]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, and is suitable as a ruminant feed. In addition, the fermented bagasse feed can be blended with other nutrient sources to further increase the feed value or to produce a feed for monogastric animals such as pigs and poultry.
[0065]
Example B-2
In a medium containing 100 parts by weight of the alkali-treated bagasse obtained by the method of Example A-2, as a nutrient source, 20 parts by weight of wheat straw, 10 parts by weight of molasses, 0.2 parts by weight of phosphorus and 40 parts by weight of water. , Enterococcus casseriflavus IFO 3531 and Lactobacillus plantarum IFO 3070 were each inoculated and fermented in the same manner as in Example B-1 to obtain a fermented bagasse feed.
[0066]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, and is suitable as a ruminant feed. In addition, the fermented bagasse feed can be blended with other nutrient sources to further increase the feed value or to produce a feed for monogastric animals such as pigs and poultry.
[0067]
Example B-3
To 100 parts by weight of the alkali-treated bagasse obtained by the method of Example A-3, as a nutrient source, 10 parts by weight of wheat straw, 10 parts by weight of defatted soybeans, 5 parts by weight of corn meal, 10 parts by weight of molasses, 0.2 parts by weight of ammonium sulfate And 60 parts by weight of water were mixed with this, and Enterococcus faecalis IFO 3 97 1 and Lactobacillus brevis IFO 3345 seed cultures, respectively, The The bag was filled and fermented at room temperature for 2 days to obtain a fermented bagasse feed.
[0068]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, and is suitable as a ruminant feed. In addition, the fermented bagasse feed can be blended with other nutrient sources to further increase the feed value or to produce a feed for monogastric animals such as pigs and poultry.
[0069]
Example B-4
100 parts by weight of the alkali-treated bagasse obtained by the method of Example A-4, 20 parts by weight of wheat bran, 5 parts by weight of pressed barley, 5 parts by weight of rice bran, 10 parts by weight of molasses, 5 parts by weight of whey And 70 parts by weight of water are mixed, and this is mixed with Enterococcus faecium. HL-5 ( FERM BP-4504 ) , Lactobacillus rhamnosus IFO 3532 and Lactobacillus acidophilus IFO 13952 The The bag was filled and fermented at room temperature for 3 days to obtain a fermented bagasse feed.
[0070]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, and is suitable as a ruminant feed. In addition, the fermented bagasse feed can be blended with other nutrient sources to further increase the feed value or to produce a feed for monogastric animals such as pigs and poultry.
[0071]
Example B-5
The fermented bagasse feed obtained by the method of Example B-3 was hot-air dried to produce a dry fermented bagasse feed having a water content of about 20%.
[0072]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, good preservation and suitable for transporting to a distant place.
[0073]
Example B-6
To 100 parts by weight of the alkali-treated bagasse obtained by the method of Example A-3, as a nutrient source, 10 parts by weight of wheat bran, 10 parts by weight of defatted soybeans, 2 parts by weight of nuts, 5 parts by weight of molasses, 1 part by weight of lactic acid and A bagasse feed was obtained by uniformly blending 40 parts by weight of water.
[0074]
This product is a high quality feed with good digestibility and high palatability, and is suitable as a ruminant feed.
[0075]
Example B-7
Fermented bagasse feed obtained by the method of Example B-3 was given to 20 cows weighing 400 to 500 kg and reared for 60 days. Fermented bagasse feed had high palatability, and the daily intake amounted to about 20 to 25 kg, the health condition and fattening condition were good, and the average weight gain per day was about 2.1 kg.
[0076]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, according to the present invention, cellulose, hemicellulose, which is an active ingredient, is obtained by using sodium hydroxide together with calcium oxide or calcium oxide as an alkaline agent from bagasse, which is a large amount of unused agricultural waste. In addition, it is possible to produce a bagasse feed that has been treated with alkali without any loss, and to be used to inoculate a bagasse feed, or to inoculate and ferment lactic acid bacteria. It could be manufactured.
[0077]
The alkali-treated bagasse thus obtained, bagasse feed and fermented bagasse feed using the same are not only suitable as livestock feed, but can also be advantageously used as organic fertilizer.
[0078]
The present invention not only saves sugar producers who are struggling with waste disposal and pastoralists who are suffering from a shortage of roughage. It reaches. Furthermore, when we looked at this from a large global scale, it was not competing with human food at all, and a large amount of livestock meat products and dairy products that became human food were newly produced from bagasse, an unused biomass produced in large quantities every year. It is no exaggeration to say that the establishment of a new technology that will save the future of the earth, which is facing challenges such as environmental destruction, population explosions, and food crises, is immeasurable. There is something.

Claims

In the presence of moisture in bagasse, sodium hydroxide is added together with calcium oxide or calcium oxide, the bagasse is exposed to a pH of 10.3 or more, and then left to stand to collect a processed product having a pH lowered to less than 10. A method for producing an alkali-treated bagasse.

A bagasse softening method comprising bagasse containing sodium hydroxide together with calcium oxide or calcium oxide in the presence of moisture, and suppressing the decomposition of cellulose or hemicellulose to alkalinize bagasse.

In the presence of moisture in the bagasse, calcium oxide or calcium hydroxide and sodium hydroxide are added, the bagasse is exposed to pH 10.3 or more, and then left as it is. A method for producing a fermented bagasse feed, comprising fermenting and collecting the fermented bagasse feed.