フィターゼ飼料添加物でリン消化と環境コスト改善の酵素活用

フィターゼの飼料添加物

畜産経営において、飼料コストの管理と環境対策は避けて通れない課題です。特に、動物の骨格形成やエネルギー代謝に不可欠な「リン」の供給源として、フィターゼ（Phytase）という酵素の活用が標準技術となりつつあります。

植物性飼料原料（トウモロコシ、大豆粕、マイロなど）に含まれるリンの大部分は、「フィチン態リン」として存在しています。しかし、豚や鶏などの単胃動物は、このフィチン態リンを分解する酵素を体内（消化管内）にほとんど持っていません。その結果、貴重なリン源の大部分が未消化のまま糞として排泄されてしまいます。

この「もったいない」状態を解決するのが、飼料添加物としてのフィターゼです。微生物由来のフィターゼを飼料に添加することで、消化管内でフィチン酸を加水分解し、利用可能なリン（無機リン）を遊離させることができます。これにより、外部から添加する高価な無機リン剤を減らしつつ、家畜の成長に必要な栄養要求量を満たすことが可能になります。

本記事では、単なるコストダウンだけでなく、近年注目されている「スーパードージング」といった新しい活用法や、環境規制への対応策としてのフィターゼの価値を深掘りして解説します。

参考資料：環境負荷低減型配合飼料の規格設定等の考え方（農林水産省） - フィターゼ利用による窒素・リン低減の公的な指針について記述されています。

フィターゼ飼料添加物による無機リン削減とコストメリット

飼料設計において、リン酸カルシウム（DCP）やリン酸一カルシウム（MCP）などの無機リン源は、非常に高価な原料の一つです。国際情勢や為替の影響を受けやすく、価格変動リスクが高いことも経営上の不安定要因となります。

フィターゼを適切に添加することで、これらの無機リン源の使用量を劇的に減らす、あるいは配合内容によっては「ゼロ」に近づけることが可能です。

• フィチン態リンの解放プロセス
  • 植物性原料中のリンは約60〜70%がフィチン酸と結合しています。
  • フィターゼはこの結合を切り離し、動物が吸収できるリン酸イオンを放出します。
  • 一般的に、フィターゼ500FTU（酵素活性単位）/kgの添加で、約0.1%〜0.15%の有効リン相当量を代替できるとされています。

  この「0.1%」という数字は小さく見えますが、飼料配合全体で見ると大きなインパクトを持ちます。例えば、トン当たりの飼料価格を数百円単位で引き下げる効果があり、年間数千トンを使用する農場では、その経済効果は数百万円規模に達します。

   

  また、最近の研究では、新しい世代のフィターゼ（細菌由来の6-フィターゼなど）が登場しており、より低いpH環境（胃内）でも高い活性を維持し、迅速にリンを遊離させる製品が主流になっています。これにより、従来よりも少ない添加量で同等の効果を得る、あるいは同じ添加量でより多くの無機リンをカットする「マトリックス値（栄養評価値）」の改善が進んでいます。

   

  コスト削減の計算においては、単に酵素代と無機リン代の差額だけでなく、配合の柔軟性が増すことによる「リーストコスト配合（最小費用配合）」の最適化効果も考慮すべきです。安価だがフィチン態リンが多い副産物原料を積極的に活用できるようになる点も、隠れた大きなメリットと言えます。

   

  フィターゼ飼料添加物での環境負荷低減と窒素排泄への影響

  持続可能な農業の観点から、フィターゼの環境保護への貢献度は極めて高いと言えます。特に日本では、「家畜排せつ物法」に基づき、適切な堆肥化と農地への還元が求められていますが、過剰なリンや窒素を含む堆肥は、土壌への負荷や地下水汚染の原因となります。

   

  フィターゼを利用しない場合、植物性飼料に含まれるフィチン態リンはほとんど吸収されず、そのまま糞中に排泄されます。これに加えて、不足分を補うために添加された無機リンの一部も排泄されるため、糞中のリン濃度は高くなりがちです。

   

  • 具体的な環境改善効果
    • リン排泄量の削減: フィターゼ添加により、糞中の総リン排泄量を30〜50%削減できるという研究データが多数報告されています。これにより、農地へのリン過剰蓄積（富栄養化）を防ぐことができます。
    • 窒素排泄量の低減: フィチン酸はリンだけでなく、タンパク質（アミノ酸）とも結合する性質があります。フィターゼがこの結合を分解することで、タンパク質の消化吸収率が向上し、結果として尿・糞中の窒素排泄量が減少します。

    この「窒素」への影響は見落とされがちですが、非常に重要です。タンパク質の利用効率が上がるということは、高価なタンパク質源（大豆粕など）の配合量をわずかに減らしても、家畜の成長成績を維持できることを意味します。これは環境負荷低減とコスト削減が連動する好例です。

     

    さらに、排泄物中のミネラルバランスが改善されることで、堆肥の発酵促進や、高品質な有機肥料としての価値向上にもつながります。地域耕種農家との連携において、「環境に配慮した堆肥」という付加価値を提供できる点は、地域循環型農業を目指す上で強力な武器となります。

     

    参考資料：飼料用フィターゼの開発と豚･家禽におけるリン排泄量の低減（日本家畜産物輸出入協議会） - フィターゼ開発の経緯と具体的な排泄量削減データが詳細に解説されています。

    フィターゼ飼料添加物とカルシウムなど他栄養素の消化性向上

    フィターゼの役割は「リンの供給」だけにとどまりません。現場の技術者が注目すべきは、フィチン酸が引き起こす「反栄養因子」としての作用を無効化する効果です。これを理解することで、飼料設計の精度を一段階上げることができます。

     

    フィチン酸は強力なキレート作用を持っており、消化管内でマイナスの電荷を帯びます。これがプラスの電荷を持つミネラルや栄養素と結合し、不溶性の複合体を形成してしまいます。これを「ケージ効果（Cage Effect）」と呼びます。

     

    • ケージ効果によって利用が阻害される主な栄養素
      • カルシウム (Ca): 最も強く結合しやすく、フィチン酸1分子に対し複数のカルシウムが結合します。
      • 亜鉛 (Zn): 微量ミネラルの中でも特に欠乏しやすい栄養素です。
      • 鉄 (Fe)・マグネシウム (Mg): これらの吸収も阻害されます。
      • アミノ酸・タンパク質: 消化酵素（ペプシンやトリプシン）自体もタンパク質であるため、フィチン酸の影響を受け、消化能力自体が低下することがあります。

      フィターゼを添加すると、この複合体が分解され、閉じ込められていた栄養素が一気に解放されます。これを「エクストラ・フォスフォリック効果（リン以外の付加的効果）」と呼びます。

       

      具体的には、フィターゼの添加によってカルシウムの消化率が改善されるため、飼料中のカルシウム源（炭酸カルシウムなど）を適正化できます。カルシウムの過剰給与は、逆に他の微量ミネラルの吸収を阻害したり、胃内pHを上昇させて消化能力を落としたりする原因になるため、必要最小限に抑えられることは生理学的にも大きなメリットです。

       

      また、亜鉛の利用率向上は、子豚の下痢防止や皮膚・被毛の健康維持に直結します。高価な酸化亜鉛の添加量を減らしつつ、健康状態を維持できる可能性があるため、脱・薬剤耐性菌の取り組みとしても注目されています。

       

      フィターゼ飼料添加物の超高用量添加「スーパードージング」の効果

      最後に、近年世界的に注目されている最新トレンド「スーパードージング（Superdosing）」について解説します。これは、従来の「リン要求量を満たすための添加量（通常500 FTU/kg程度）」の2倍〜4倍（1500〜2000 FTU/kg以上）という高濃度のフィターゼをあえて添加する技術です。

       

      「リンは足りているのに、なぜコストをかけて過剰に添加するのか？」と疑問に思われるかもしれません。しかし、これには明確な科学的根拠と、投資対効果（ROI）に基づいた狙いがあります。

       

      • スーパードージングの狙い
        1. フィチン酸の完全分解 (IP6 → IP1/イノシトール)

           通常の添加量では、フィチン酸（イノシトール6リン酸：IP6）からリンが1〜2個外れる程度で反応が止まることが多いです。しかし、高濃度添加によってIP6をほぼ完全に分解し、最終生成物である「イノシトール」まで分解を進めます。

            

        2. イノシトールの成長促進効果

           生成されたイノシトール自体が、細胞の代謝を活性化し、インスリン様成長因子の働きを助けることで、家畜の増体や飼料要求率（FCR）を改善する「栄養素」として機能します。

            

        3. 反栄養作用の徹底排除

           わずかに残ったフィチン酸エステル（IP4やIP3など）も依然として消化阻害作用を持ちます。これらを徹底的に分解することで、消化管へのストレスを極限まで減らします。

            

      実際のフィールド試験では、スーパードージングを行うことで、通常のフィターゼ添加区と比較して、ブロイラーの出荷体重が増加したり、豚の飼料要求率が0.1〜0.2ポイント改善したりといった事例が報告されています。

       

      もちろん、酵素剤のコストは上がりますが、それによって得られる「増体スピードの向上」「出荷日数の短縮」「飼料効率の改善」による利益が、酵素コストの上昇分を上回るケースが多く確認されています。特に、原料価格が高騰している局面では、わずかな飼料効率の改善が大きな利益差を生むため、戦略的な選択肢として検討する価値があります。

       

      ただし、スーパードージングを成功させるためには、使用するフィターゼ製剤が「胃酸に対して安定か」「分解速度が十分に速いか」といった特性を持っていることが重要です。製剤選定の際は、単なる価格だけでなく、こうした特性データを確認することをお勧めします。

       

      参考資料：フィターゼの高濃度投与（スーパードージング）の有効性（Huvepharma） - 高用量添加時の具体的なメカニズムと経済効果の試算について詳述されています。