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技術 高含有量の天然ビタミンDを含む乳の製造方法

出願人 グナントニー
発明者 グナントニー
出願日 2016年2月1日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2017-540748
公開日 2018年3月8日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2018-506279
状態 特許登録済
技術分野 家畜,動物の飼育(1)(畜舎,鳥舎) 放電灯(電極、封入物、うつわ内の圧力) 乳製品
主要キーワード 取り外し性 可塑性材料製 照明計画 UVC光 赤色LEDランプ 非常用照明 ミルクタンク 屋根付き
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この項目の情報は公開日時点(2018年3月8日)のものです。
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図面 (2)

課題・解決手段

本発明は、UVA光とUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物照射を行うことと前記動物搾乳を行うことを含む、高含有量天然ビタミンD3を含む乳の製造方法に関する。この方法により、天然ビタミンD含有量の多い乳を製造でき、さらには1頭あたりの搾乳量を改善できる。

概要

背景

ビタミンDはヒトや動物カルシウムおよびリン酸塩の代謝の調節に重要な役割を果たす。ビタミンDが欠乏すると、骨形成に多くの異常が起こり、小児はくる病、成人では骨の軟化につながるおそれがある。ビタミンDが十分にあれば強力な免疫が得られ、いくつかの慢性疾患予防効果がもたらされる場合がある。

ビタミンDの欠乏は特にに、北半球に住むヒトに起こる可能性がある。タラ肝油や多脂以外の食品のビタミンD含有量は少ない。合成ビタミンDの添加により食品のビタミンDを人工的に強化するのは少なくともドイツでは許可されていない。合成ビタミンDは合成によって生成でき、あるいは魚の肝油などの天然源から得ることができる。

欧州規則(EU)1169/2011は、1日に5μgのビタミンDを摂取することを推奨している。市販の牛乳のビタミンD3含有量は、現行の食品に関するドイツ連邦規範(Bundeslebensmittelschlussel)(3.01)によれば100gあたり0.1μgであり、これは推奨されている1日の摂取量の2%に過ぎない。すなわち、現在入手できる乳はビタミンDの必要量に大きく寄与するには適していない。

泌乳中の哺乳動物(特に乳牛)のルースハウジングは、動物の大きな群れに対して現在一般的に行われており、日中も夜間も動物が畜舎内を自由に歩き回り、休息食事搾乳の場所を自由に探すことができることを意味する。日中は牛舎照明器具で照らすのが一般的である。夜間には非常用照明装備されているが、ほとんどの場合は点灯しない。

概要

本発明は、UVA光とUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物照射を行うことと前記動物の搾乳を行うことを含む、高含有量の天然ビタミンD3を含む乳の製造方法に関する。この方法により、天然ビタミンD含有量の多い乳を製造でき、さらには1頭あたりの搾乳量を改善できる。

目的

本発明の課題は、ビタミンD含有量が増加した乳の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

UVA光とUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物照射を行うことと前記動物搾乳を行うことを含む、高含有量天然ビタミンD3を含む乳の製造方法。

請求項2

前記照明器具は300nmの波長のUVB光を通すランプカバーを有し、前記ランプカバーは石英ガラスホウケイ酸ガラスポリメタクリル酸メチルポリメチルペンテンフッ化エチレンプロピレン、またはポリテトラフルオロエチレンで構成されていることが好ましい、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記乳の天然ビタミンD3の含有量を増加するためおよび/または1頭あたりの搾乳量を増加するための請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記ランプの発光スペクトル可視光を含み、かつ/または前記ランプの演色評価数は40より高く、70より高いことが好ましい、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

前記ランプの発光スペクトルのうちVIS域での発光成分は少なくとも70%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

前記ランプの発光スペクトルのうちUVB光成分は前記ランプの放射照度の少なくとも0.1%であり、少なくとも0.2%であることがより好ましく、かつ/または前記ランプの発光スペクトルのうちUVB光成分は前記ランプの放射照度の5%未満である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

前記ランプの発光スペクトルのうちUVB光成分は前記ランプの放射照度の少なくとも0.5%であり、かつ/または前記ランプの発光スペクトルのうちUVB光成分は前記放射照度の5%未満である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

前記ランプはガス放電ランプ蛍光ランプハロゲン金属蒸気ランプLEDランプから選択され、かつ/または前記ランプはフルスペクトル・ランプである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

前記蛍光ランプは低圧放電ランプである、請求項8に記載の方法。

請求項10

前記ランプは蛍光物質としてホウリン酸ストロンチウム:Eu、および/またはリン酸ストロンチウムマグネシウム:Sn、および/またはアルミン酸バリウムマグネシウム:Ce、および/またはリン酸ランタン:Ceを含む蛍光ランプである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

前記動物の日周リズムは第1の照明計画を伴う昼間期と第2の照明計画を伴う夜間期に分けられ、前記照明器具は前記昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ/または500nm以上の波長域の光を発し500nm未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が前記夜間期に使用される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。

請求項12

前記夜間期に使用される光源はLEDランプまたはナトリウム蒸気ランプである、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記動物はヒツジヤギ、またはウシであり、特にウシである、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記照明器具は防塵性であり、かつ強い水の噴流に対し保護性をもち、IP65等級であることが好ましい、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

前記ランプカバーは前記照明器具のハウジングに固定され、前記ランプカバーと前記ハウジングの間には滑石を塗布した封止材が配置されている、請求項2〜14のいずれか一項に記載の方法。

請求項16

屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物に対して照射を行うためのUVA光とUVB光を発するランプを有する照明器具の使用。

請求項17

前記動物の乳の天然ビタミンD3含有量を増加するため、および/または1頭あたりの搾乳量を増加するための請求項16に記載の照明器具の使用。

請求項18

前記照明器具は300nmの波長のUVB光を通すランプカバーを有する、請求項16または17に記載の照明器具の使用。

請求項19

UVA光およびUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具が固定された、泌乳動物の飼育用の屋根付きの囲い(特に畜舎)であって、前記照明器具は300nmの波長のUVB光を通すランプカバーを有することが好ましい、囲い。

請求項20

請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法で得られる高含有量の天然ビタミンD3を含む乳であって、前記ビタミンD3含有量は乳100mlあたり1.5μgよりも多いことが好ましい、乳。

技術分野

0001

本発明は、高含有量天然ビタミンD3を含む乳の製造方法に関する。

背景技術

0002

ビタミンDはヒトや動物カルシウムおよびリン酸塩の代謝の調節に重要な役割を果たす。ビタミンDが欠乏すると、骨形成に多くの異常が起こり、小児はくる病、成人では骨の軟化につながるおそれがある。ビタミンDが十分にあれば強力な免疫が得られ、いくつかの慢性疾患予防効果がもたらされる場合がある。

0003

ビタミンDの欠乏は特にに、北半球に住むヒトに起こる可能性がある。タラ肝油や多脂以外の食品のビタミンD含有量は少ない。合成ビタミンDの添加により食品のビタミンDを人工的に強化するのは少なくともドイツでは許可されていない。合成ビタミンDは合成によって生成でき、あるいは魚の肝油などの天然源から得ることができる。

0004

欧州規則(EU)1169/2011は、1日に5μgのビタミンDを摂取することを推奨している。市販の牛乳のビタミンD3含有量は、現行の食品に関するドイツ連邦規範(Bundeslebensmittelschlussel)(3.01)によれば100gあたり0.1μgであり、これは推奨されている1日の摂取量の2%に過ぎない。すなわち、現在入手できる乳はビタミンDの必要量に大きく寄与するには適していない。

0005

泌乳中の哺乳動物(特に乳牛)のルースハウジングは、動物の大きな群れに対して現在一般的に行われており、日中も夜間も動物が畜舎内を自由に歩き回り、休息食事搾乳の場所を自由に探すことができることを意味する。日中は牛舎照明器具で照らすのが一般的である。夜間には非常用照明装備されているが、ほとんどの場合は点灯しない。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の課題は、ビタミンD含有量が増加した乳の製造方法を提供することである。本願では、乳の天然ビタミンD含有量を増加することを意図した。また、本方法は特に、動物の数が増えた場合にも適していることを意図した。

課題を解決するための手段

0007

意外にもこれらの課題を、UVA光とUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を含む屋根付きの囲い(畜舎が好ましい)の中で1頭以上の泌乳動物照射を行い、動物の搾乳を行う乳の製造方法によって解決することができた。

発明の効果

0008

意外にも、本発明の方法によって100mlあたり0.5μgを超える、さらには100mlあたり1.5〜4μgを超える非常に高含有量のビタミンD3を含む乳を製造できた。この乳があれば、ヒトが一日に必要とするビタミンDの大部分、実際にはヒトが必要とするビタミンD全体をまかなうことができる。また、本発明に従い製造された乳は標準の食品である。というのも含まれているビタミンD3は天然ビタミンD3だからである。

図面の簡単な説明

0009

図は、ランプカバーに適した特定のプレキシガラス透過曲線を示す。

0010

乳に含まれる天然ビタミンD3は泌乳動物の体内で自然に生成される。搾乳後に添加されたビタミンD3は天然ビタミンD3ではない。本明細書では、以下、ビタミンDはビタミンD3を意味するものとする。

0011

泌乳動物は授乳を行う雌の哺乳動物であり、ヒツジウシヤギが特に好適である。泌乳動物はウシであることが好ましい。1頭以上の泌乳動物を屋根付きの囲い(特に畜舎)で飼育する。泌乳動物は少なくとも10頭が好ましく、少なくとも50頭または100頭、さらには200頭以上がさらに好ましい。

0012

屋根付きの囲いは畜舎であることが好ましく、簡易畜舎シェルターでもよい。屋根付きの囲いは閉じられた建物の形態の畜舎であることが好ましい。

0013

照明器具はランプを光源とし、照明用途に適した器具である。本発明の目的では、UV光の照射も照明を意味するものとする。ランプを発光体ともいう。本発明によれば、覆われた囲いを照らすため、および/または動物に対する照射のために1つ以上の照明器具を用いてもよい。本発明に従い用いられる照明器具は、UVA光とUVB光を発するランプを含む。すなわち、ランプの発光スペクトルはUVA域とUVB域の成分を含む。

0014

本発明の文脈では、ランプの発光スペクトルは200nm〜780nmの波長域発光を意味するものとする。DIN(ドイツ工業規格)5031−7によれば、以下の下位分類が該当する。
可視光(VIS):380〜780nm
UVA光:315〜380nm
UVB光:280〜315nm
UVC光:200〜280nm

0015

本発明に従い用いられるランプの発光スペクトルはUVA域の成分とUVB域の成分を含む。照明用途に通常用いられるランプの発光スペクトルはUVA域の成分を含む場合があるが、UVB域の成分は通常含まれない。

0016

ランプの発光スペクトルのうちUVB域の発光成分は、たとえば少なくとも0.1%であり、少なくとも0.2%であることが好ましく、少なくとも0.5%であることが特に好ましい。一般に、ランプの発光スペクトルのうちUVB域の発光成分は5%未満であることが好適であり、4%未満であることが好ましく、2%未満であることが特に好ましい。この成分は、UVB域でのランプの200〜780nmの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。

0017

ランプの発光スペクトルのうちUVA域の発光成分は、たとえば少なくとも0.5%であってよく、少なくとも1%であることが好ましく、少なくとも4.5%であることが特に好ましい。一般に、ランプの発光スペクトルのうちUVA域の発光成分は20%未満であることが好適であり、15%未満であることが好ましい。この成分は、UVA域でのランプの200〜780nmの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。

0018

ランプの発光スペクトルには可視光も含まれるのが好ましい。たとえば、ランプの発光スペクトルのうちVIS域の発光成分は少なくとも50%であり、少なくとも70%であることが好ましく、少なくとも80%であることが特に好ましい。この成分は、VIS域でのランプの200〜780nmの波長域の発光スペクトル全体でのランプの百分率放射照度に関連する。ランプは白色光を発することが好ましい。

0019

放射照度(単位:W/m2)など、ランプ固有パラメータはDIN5031で定義されている。スペクトル放射照度は、特定の波長域に存在する放射照度を示す。スペクトル放射照度またはその百分率は、たとえば分光計または分光放射計で測定できる。一般に、スペクトル放射照度の百分率に関する情報はランプのデータシートで確認できる。

0020

演色評価数(CRI)は0〜100の段階で表される性質で、光源の演色の質を示す。本発明に従い用いられるランプの演色評価数は40よりも高い(特に70よりも高い)ことが好ましく、80よりも高いことが特に好ましい。演色評価数は、国際照明委員会(Commission Internationale de l'Eclairage)の"Method of Measuring and Specifying Color Rendering Properties of Light Sources(光源の演色性の測定・特定方法)"(Publ.CIE13.3-1995, 1995)に従い決定できる。

0021

上記のランプとしては、UVA光とUVB光を発する任意のランプを使用してよく、たとえばフルスペクトル・ランプまたはUVランプであってよいが、フルスペクトル・ランプが好ましい。一般に、フルスペクトル・ランプの演色評価数は70よりも高く、80よりも高いことが好ましい。フルスペクトル・ランプの色温度は一般に少なくとも5000Kである。

0022

UVランプを用いてもよいが、あまり好ましくない。UVランプはUV成分が多いため、動物が過剰な照射量を受けないように配慮しなければならない。これはたとえば照射時間を短くすることによって達成できる。UVランプを使う場合、一般に、可視光を照射するための通常のランプを追加で使用することがさらに必要である。これは、たとえば、UVA光とUVB光を発することができるフルスペクトル・ランプを用いた場合は不要である。というのも、フルスペクトル・ランプは可視光も同時に照射するからである。

0023

ランプはたとえばガス放電ランプ蛍光ランプハロゲン金属蒸気ランプ、またはLEDランプであってよい。LED(発光ダイオード)を電界発光ダイオードともいう。UVA域の成分とUVB域の成分を発するLEDランプが十分に適している。UVA域の成分とUVB域の成分を発するLEDランプは白色LEDランプ(すなわち白色光も発するランプ)であることが好ましい。エネルギー消費が小さいこともLEDランプの利点である。ガス放電ランプは低圧放電ランプでも高圧放電ランプでもよい。蛍光ランプは一般に低圧放電ランプである。ハロゲン金属蒸気ランプは一般に高圧放電ランプである。

0024

ランプは蛍光ランプであることが特に好ましい。蛍光ランプでは、物理化学的過程を経て蛍光物質可視線/光(380〜780nm)または約280〜380nm(場合によっては280nm未満のこともある)の波長域のUV線を発する。一般に蛍光物質は無機化合物で、通常は塩または場合によっては酸化物であり、超高純度だがいわゆるドーピング不純物(すなわち活性化物質)をさらに含んでいる。化学構造と非占有部位の組み合わせによって蛍光物質の発光特性が決まる。

0025

蛍光物質に関する通常の命名法によれば、使用される化合物と活性化物質(すなわちドーピング剤)をコロンで区切って表記する。たとえば、「ホウリン酸ストロンチウム:Eu」は、ホウリン酸ストロンチウムをユーロピウムでドープしたものである。

0026

通常の蛍光ランプはいわゆる三波長型ランプで、赤色・緑色・青色の発光を混合することにより白色光を発する。緑色を発する蛍光物質はUVA域でも発光し、Hgは365nmで発光することが知られている。したがって、このような三波長型ランプはUVA域でも発光する(約2〜4%)が、UVB域では発光しない。VIS域の成分は一般に約96〜98%である。

0027

UV発光する蛍光物質を特定の用途の蛍光ランプに用いた場合、蛍光物質による発光が生じるが、電球ガラス透過性は波長に依存するため、より短波のUV域ではより多くが吸収される。VIS、UVA域、およびUVB域の発光スペクトルを有する蛍光ランプを作ろうとする場合、その光の域、UVA域、およびUVB域で発光する蛍光物質の混合物が必要である。UVBに関する蛍光物質は公知である。蛍光ランプは、たとえば、SrAl12O19:Ce、LaB3O6:Bi、Gd、およびLaPO4:Ceから選択される蛍光物質を含んでもよい。

0028

好適な蛍光ランプの例は、たとえば、蛍光物質としてホウリン酸ストロンチウム:Eu(SBPE)、リン酸ストロンチウムマグネシウム:Sn(SMS)、アルミン酸バリウムマグネシウム:Ce(BAC)、および必要に応じてリン酸ランタン:Ce(LAP)を含む蛍光ランプである。SBPE約36%、SMS約50%、BAC約13%、LAP最大1%の混合物と公知のガラス透過性の組み合わせを有する蛍光ランプにより、たとえばVIS成分(380〜780nm)最大90%、UVA成分(315〜380nm)最大10%、UVB成分(280〜315nm)最大1%、UVC成分(200〜280nm)0%で構成される放射照度が得られる。

0029

UVA光とUVB光を発するランプを有する照明器具を用いることにより、照明計画によって管理しながら動物の皮膚を通じてビタミンD3の分泌を促す。その結果、血漿中のビタミンD3濃度が増加する。血漿中のビタミンD3含有量は乳に含まれるビタミンD3濃度と相関する。

0030

農業用家畜のための囲い(特に畜舎)では、飼料乾草、藁などの燃えやすい物質貯蔵し取り扱うため、塵や繊維によって起こる火災の相当なリスクを想定しなければならない。したがって、使用してもよい照明器具は一般に保護の程度が高く、さらには表示のあるもののみと法的に求められている。また、畜舎の空気は程度の差はあれ水分とアンモニアが多いため、不適切な照明器具では腐食による損傷、その結果である故障破壊が起こるのが速い。したがって、少なくともドイツでは、農業用の家畜の囲い(特に畜舎)にIP65の等級の照明器具を義務付けている。

0031

DIN60529によるIP等級は、異物や水に対するランプの保護の程度を特定している。たとえばIP65という等級は、照明器具が防塵性であり、かつ強い水の噴流に対し保護性をもつことを意味する。

0032

たとえばハウジングおよび/またはランプカバー(ランプ外郭と呼ぶこともある)によってランプを保護してもよい。当然ながら、ランプカバーはランプが発する光を通さなければならない。ガラス製または可塑性材料製のランプ外郭すなわちランプカバーを有する照明器具が通常である。これらのランプカバーは所望のとおり可視光を通すが、UV線(存在する場合)、特にUVB域のUV線の透過をほぼ完全に低減する。

0033

したがって、標準ガラス(ソーダ石灰ガラス)、特に窓ガラスは、320nm未満のUV線を通さない。これに対し、ホウケイ酸ガラスは約290nmのUV線まで通す。石英ガラスは約200nmまで通す。可塑性材料は多くの場合、UV線感応性である。実施態様に応じて、いくつかの可塑性材料をUV透過性に設計してもよい。したがって、UV透過性であるポリメタクリル酸メチルPMMA)の実施態様がある。さらなるUV透過性の可塑性材料は、ポリメチルペンテンフッ化エチレンプロピレン(FEP)、またはポリテトラフルオロエチレンPTFE)である。

0034

可塑性材料は多くの場合、UV安定剤を含む。特定の可塑性材料のUV透過性を、たとえば使用するUV安定剤の種類と量によって調整してもよい。UV透過性の可塑性材料(たとえばUV透過性プレキシガラス)は市販されている。

0035

好ましい実施態様では、照明器具は300nmの波長のUVB光を通すランプカバーを有する。300nmの波長でのランプカバーの透過度は、たとえば少なくとも20%であり、少なくとも40%が好ましく、少なくとも50%が特に好ましく、少なくとも60%が最も好ましい。

0036

好ましい実施態様では、照明器具はランプのUVB光を通すランプカバーを有し、ランプが発するUVB光に対するランプカバーの透過率は少なくとも20%であることが好ましく、少なくとも40%が好ましく、少なくとも60%が特に好ましい。

0037

ランプカバーは石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ポリメタクリル酸メチル(PMMAまたはプレキシガラス)、ポリメチルペンテン、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されることが好ましい。当然ながら、ランプカバーの材料は追加の作用物質または添加剤を含んでもよい。

0038

好ましい実施態様では、照明器具はハウジングおよびランプカバーを有し、照明器具のハウジングとランプカバーの間には封止材が配置されている。封止材は、たとえばシリコーンポリウレタン、またはゴム(たとえばEPDMエチレンプロピレンジエン))で形成されてよく、ポリウレタンが好ましい。この封止材によって照明器具への異物の侵入を回避または顕著に低減できる。この封止材はたとえば、滑石(通常は粉末状)を塗布したポリウレタン製封止材が好ましい。滑石は、たとえば単純に粉末の形態で封止材に擦り込むかブラシで塗ってもよいし、そうでなければ滑石粉末組成物であってもよく、塗布には水を使用する。

0039

封止材はUVB光によって損傷を受ける可能性があることが知られている。したがって、実施した実験では、封止材を有する本発明の照明器具の作動時に、封止材の損傷が経時的に観察される可能性があり、それは照明器具のしっかりと閉まった状態やランプ外郭の取り外し性(たとえば保守作業のため)に悪影響を及ぼすことが示されている。このような封止材に対する損傷は、封止材に滑石を塗布した場合には発生しなかった。

0040

UVA光およびUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を含む屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物に照射を行う。この目的のため、屋根付きの囲いを照明器具で照らす。屋根付きの囲いの中の照明器具の数と配置は、たとえば屋根付きの囲いの性質と大きさ、所望の照度および照明器具の性質に依存する。畜舎の照明に通常用いられる照明計画を使用できる。

0041

UVA光およびUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具を備えた屋根付きの囲い(特に畜舎)での泌乳動物の照射持続時間は、広範囲で変動してよく、たとえばランプのUV成分と放射照度に依存する。

0042

生体でのビタミンDの半減期は比較的長く、約19日間とされている。したがって、本発明による照射を特定の期間にわたって停止しても、ビタミンDの含有量は徐々にしか低下しない。結果として、照射間隔の間に数日または数週間の比較的長い中断が十分に可能であり、それでもなおビタミンD3含有量が増加した乳を得ることができる。したがって、使用されるUV照射を間隔を空けて2日以上または数週間にわたり実施する不連続照射が可能である。

0043

好都合にも、本発明で使用される照明器具による週あたりの照射持続時間は、たとえば少なくとも6時間であり、少なくとも約20時間が好ましく、少なくとも約50時間がより好ましい。照射持続時間は、たとえば週に155時間未満に達してもよく、135時間未満が好ましい。照射期は、週の7日間に比較的均一に分布してもよいし、そうではなく1日以上の日に集中していてもよいが、週の7日間に比較的均一に分布するのが好ましい。

0044

好ましい実施態様では、泌乳動物に対し、1日あたりたとえば少なくとも1時間、たとえば6〜22時間(1日あたり約8〜20時間が好都合である)、本発明に従って使用される照明器具で照射を行う。1日1回の照射が好ましい場合もあるが、不連続照射も可能であり、使用されるUV照射は、互いに離れた2つ以上の時間間隔にわたって実施される。毎日照射が行われる光周期の場合でも、照射を何日か中断することが可能であり、この場合もビタミンD含有量は実質的に悪影響を受けない。

0045

上記の照射時間の範囲は、特にフルスペクトル・ランプを使用する場合に好都合である。UVランプを使用する場合、上で示したようにUVB成分が顕著に多いため、UVランプを有する照明器具による照射持続時間は、一般には顕著に短く、たとえば少なくとも週に0.5時間、たとえば週に3時間〜15時間、または1日に少なくとも0.1時間、たとえば1日に0.5〜2時間であるべきである。中断と連続照射または不連続照射方法に関しては先に述べた内容が同様にあてはまる

0046

既に述べたように、照明器具は屋根付きの囲いを可視光で照らすこともできるよう、可視光(白色光が好ましい)も発するのが好ましい。したがって、昼間期に屋根付きの囲いを照らすのにもその照明器具を使用するのが好ましいが、夜間期に使用することも夜間期と昼間期の両方に使用することもできる。

0047

本発明に従って使用される照明器具によって得られる照度は、たとえば80ルクスより高くてもよく、100ルクスより高いことが好ましく、250ルクスより高いことがより好ましい。照度は、たとえば最大500ルクスでもよいし、さらに高くてもよい。照度は一般的な照度計で測定できる。特定された照度は、屋根付きの囲いの床上約1.50mの高さでの測定値を指す。

0048

泌乳動物に対する光周期は、1つの照明計画を伴う昼間期と別の照明計画を伴う夜間期に分けることができるのが好都合である。本発明に従って使用される照明器具を使用する(たとえば可視光での照明に通常使用される照明器具と置き換えるために)点以外は、屋内で飼育される泌乳動物に通常用いられる照明計画を単純に維持してもよい。

0049

本発明の方法の好ましい実施態様では、動物の光周期は第1の照明計画を伴う昼間期と第2の照明計画を伴う夜間期に分けられ、照明器具は昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ/または500nm以上の波長域の光を発し500nm未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が夜間期に使用される。

0050

昼間期には、屋根付きの囲いの中の泌乳動物に対し、照明によって十分な明るさの可視光が提供される。夜間期は休止期だが、暗めの照明計画を含んでもよいが、一般に、夜間期に屋根付きの囲いを可視光で照らすことで動物が容易に位置確認できるようにするのも好都合である。

0051

使用される照明計画は、一般に強度およびタイミングを所望のとおりに制御できる。各期を必要に応じて短縮したり、延長したり、前後にずらしたりしてよい。しかし、動物はゆっくりと反応し、変化に長い時間を要する生物系であることを考慮しなければならない。本発明の方法の開始後、乳のビタミンD3含有量がより多い新たな平衡状態確立されるまで、たとえば数日間、たとえば30日以上の馴化期が存在してもよい。しかし、本発明による照射を数日間中止しても、徐々にしか元の状態に戻らない。

0052

光の使用を時間に関して所望のとおりに制御できることとは関係なく、昼間期はたとえば約6〜22時間続くのが有利であるが、8〜20時間が好ましく、約12〜21時間が好都合で、約14〜20時間が好ましい。好ましい持続時間は、たとえば約17時間±1時間以上である。夜間期はたとえば約2〜16時間続いてよく、約3〜12時間が好都合であり、約4〜10時間が好ましい。特に有利な持続時間は、たとえば約7時間±1時間以下である。

0053

本発明の照明器具は、昼間期には屋根付きの囲いを可視光で照らすために用いられるのが好ましい。このように、照明器具はUVA域およびUVB域の光だけでなく可視光による照明をも提供する。本発明に従って使用されるランプはフルスペクトル・ランプであるのが好ましい。フルスペクトル・ランプの発光スペクトルは太陽光に最も近い。必要に応じて、本発明による照明器具に加えて、一般に用いられる照明器具を昼間期の照明に使用してもよい。

0054

夜間期には、500nm以上の波長域の光を発し、500nm未満の波長域の光を本質的に発しない光源を用いる照明計画に動物を置くのが好ましい。夜間期に使用される光源は、特に黄色、橙色、琥珀色または赤色、または混合色である光を発する。したがって、光源は、500nm以上の波長で最大値相対強度100%)を示す可視光の波長域の発光スペクトルを有する。

0055

光源が本質的に500nm未満の波長の光を発しないということは、この文脈では特に、500nm未満の可視光の発光スペクトルにある任意の測定可能な値(そもそも存在する場合)の相対強度は15%未満であり、10%未満が好ましく、5%未満または3%未満が特に好ましい。使用される光源は520nm未満(540nm未満がより好ましい)の波長域の光を本質的に発しないことが好ましく、500nm未満の波長域の光を発しないことが特に好ましい。

0056

夜間期に使用できる光源は、たとえば、熱輻射による光源、連続光源、線光源、ガス放電ランプなど、通常使用されるランプであってよく、モノクロメータを含み、500nm未満の波長の光を本質的に発光しない。モノクロメータの例としては、プリズム回折溝光学フィルタが挙げられる。このようにして、たとえば赤色光ランプを得ることができる。

0057

しかし、モノクロメータを必要としない夜間期用の光源を使用するのが好ましい。光源としてルミネセンスによる光源を使用するのが好ましく、これはいわゆる線光源または単色光源あってもよい。ルミネセンスによる光源の例としては、ガス放電ランプおよび発光ダイオード(LED)が挙げられる。

0058

可視光の波長域での光源の発光スペクトルは、最大値が少なくとも550nmより大きいことが好ましく、少なくとも570nmより大きいことがより好ましく、600nmより大きいことがさらに好ましい。

0059

好適な光源の一例としてナトリウム蒸気ランプSVL)が挙げられる。SVLは、約589〜590nmの波長の黄色単色光を発するガス放電ランプである。夜間期に特に適した光源はLEDである。LEDランプは所望の様式で所望の波長域を調整することを可能にするとともに、その光源によって照らされたときに動物が自ら適切な位置へ移動できるような十分に高い視覚的な光効果を有する。

0060

好適なLEDは、赤色、琥珀色(「スーパーレンジ」ともいう)(たとえば最大約612nm)、橙色(たとえば最大約605nm)または黄色(たとえば最大約585nm)、およびこれらのスペクトルの混合色の光を有するLEDランプである。赤色発光ダイオード(たとえば最大約630nm;最大約660nmの「ウルトラレッド」を含む)が好ましい。このようなLEDは市販されており、どこでも入手可能である。市販のLEDの例は、たとえば、Lumileds登録商標)Luxeon Red(1ワット)、Lumileds(登録商標)Luxeon Star/O Red(1ワット)またはSOUL R32 Red(1ワット)である。

0061

夜間期用の光源(特にLEDランプ)は、夜間期に一般に少なくとも1時間(少なくとも2時間が好ましく、少なくとも5時間がより好ましく、少なくとも6時間がさらに好ましい)動作する。

0062

意外にも、動物の環境を夜間期に上記の光源で照らすことにより相対的な明るさを提供できる。夜間期に使用される光源によって得られる照度は50ルクスよりも高いことが好ましい場合があるが、50ルクス未満の照度でもよい。原理上は夜間期に高照度を用いることができるが、一般にはたとえば150ルクス以下であり、100ルクス以下がより好ましい。夜間期の照度はたとえば少なくとも50ルクスであり、少なくとも100ルクスが好ましく、昼間期の照度よりも低い。照度の測定に関しては上記を参照のこと。

0063

本方法は動物の搾乳をさらに含む。搾乳は通常どおりに行われてよく、変更の必要はない。たとえば1日に1回、2回、3回またはそれ以上の頻度で動物の搾乳を行ってよい。通常のように、昼間期の搾乳(たとえば午前中と夕方、または昼間期に1回の搾乳)が一般に好都合であるが、その代わりに、またはそれに追加して、夜間期に搾乳を行ってもよい。

0064

当然ながら、本発明によれば、UVA光およびUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具による動物の照射は、搾乳の時点とは独立である。特に、照射の実施中の時点で搾乳を行ってもよいし、照射中でない時点に行ってもよい。

0065

天然ビタミンD3は乳に含まれる脂肪分子およびタンパク質と主に結合する。したがって、脂肪が減少しているということはビタミンD3含有量が減少している可能性があることを意味する。天然ビタミンD3は温度に敏感ではない。

0066

一般的な方法で製造された通常の市販の乳のビタミンD含有量は、乳100mlあたり約0.1μgである(食品に関するドイツ連邦規範、2014年版による)。市販の乳の製造では、本発明の方法とは対照的に、従来のランプ(たとえば白熱電球ネオン管またはナトリウム蒸気ランプ)を日中の畜舎の照明に使用し、UVB成分の照射は行われない。

0067

乳のビタミンD3含有量は標準的なHPLCUV法によって決定される。あるいは、ビタミンD3含有量はELISA酵素結合免疫吸着検定法)によっても決定できる。ELISAを用いることにより、乳などの試料のビタミンD3含有量も確実に決定でき、一部の国で標準的に使用されている。これは、認定を受けた独立な分析研究所での試験測定によって確認された。

0068

本発明の方法で製造された乳は、ビタミンD3含有量が著しく増加している。たとえば、100mlあたり0.5μgよりも多いビタミンD3含有量を有する可能性があり、100mlあたり1μgよりも多いことが好ましく、100mlあたり1.5μgよりも多いことが特に好ましく、たとえば乳100mlあたり1.5〜4μg以上の含有量を得ることが可能である。乳に含まれるビタミンD3は天然ビタミンD3である。特定された値は、ビタミンD3含有量を決定するELISAまたはHPLC/UV法による測定に関連する。

0069

本発明の方法により乳の天然ビタミンD3の含有量は増加する。「天然ビタミンD3含有量が増加する」は、特にビタミンD3含有量が乳100mlあたり少なくとも0.5μg(乳100mlあたり1μgよりも多いことが好ましく、乳100mlあたり1.5μgよりも多いことが特に好ましい)であることを意味する。

0070

本発明の方法を使用すると、UVB光を発するランプの代わりにUVB域の発光がない通常のランプを使用した場合の同じ方法と比較して1頭当たりの搾乳量を増加することもできる。この目的のためには、ランプの光によって高輝度を得ることが有利であり、これは、たとえばフルスペクトル・ランプまたは白色LEDによって得られる。好適な放射照度は、たとえば少なくとも50ルクスであり、少なくとも80ルクスがより好ましく、少なくとも100ルクスが特に好ましい。この目的のためには、1日の昼間期の照射をたとえば少なくとも4時間行ってよく、少なくとも10時間行うのが好ましく、少なくとも16時間行うのが特に好ましい。1頭あたりの搾乳量は、たとえば少なくとも2%(少なくとも4%が好ましい)増加する可能性がある。

0071

メラトニンというホルモンは生物にとって重要であるため、メラトニンの好適な供給源が望まれる。このメラトニンというホルモンは泌乳動物の乳に含まれることが知られている。しかし、この成分は通常は比較的少ないため、通常の乳はメラトニン源に適さない。本発明の方法の好ましい実施態様では、メラトニン含有量が顕著に増加した乳を得ることも可能であると示されている。

0072

先に述べた、動物の光周期が第1の照明計画を伴う昼間期と第2の照明計画を伴う夜間期に分けられ、照明器具は昼間期には少なくともある程度の時間の照明の目的で使用され、かつ、500nm以上の波長域の光を発し500nm未満の波長域の光を本質的に発光しない光源が夜間期に使用される、本発明の方法の好ましい実施態様では、夜間期の乳は天然ビタミンD3含有量が多いだけでなくメラトニン含有量も多い。したがって、夜間期または夜間期の直後(たとえば夜間期の1時間後まで)に動物の搾乳を行うことにより、天然ビタミンD3含有量が多くメラトニン含有量が増加した乳が得られる。乳に含まれるメラトニンは日中の照明の結果として昼間期に比較的急速に分解されるため、この目的のための搾乳は夜間期の直後に行われるのが好ましく、夜間期に行われるのがより好ましい。当然ながら、このことは昼間期にも搾乳を行うことを排除するものではないが、昼間期の搾乳で得られた乳のメラトニン濃度は増加していない。

0073

本発明は、屋根付きの囲いの中で1頭以上の泌乳動物に対して照射を行うためのUVA光およびUVB光を発するランプを有する照明器具の使用にも関する。当然ながら、本発明の方法に関して以上に示したすべての情報は本発明の使用にも同様に当てはまる。

0074

本発明は、UVA光およびUVB光を発するランプを有する少なくとも1つの照明器具が固定された、泌乳動物の飼育用の屋根付きの囲いにも関する。照明器具は300nmの波長のUVB光を通すランプカバーを有することが好ましい。

0075

(比較例1〜4)
2つの試験農場で製造された乳(農場I:乳牛1100頭、農場II:乳牛420頭)のビタミンD濃度を試験した。飲食や休息の場所を自由に選択できる、ストレスを軽減する放牧ステムを備えた畜舎で動物を飼育し、牧草や草をベースにした飼料を与えた。昼間期(場合によっては夜間期)に搾乳を行った。以下の光周期で動物を飼育した。

0076

昼間期の時間は約16時間、夜間期の時間は約8時間とした。昼間期には、市販の蛍光灯を畜舎の床上約3mの高さに配置し、動物に可視光を照射した。蛍光灯はUVB域の光を発しなかった。夜間期には、両群の動物を、500nm以上の波長の光を含む照明計画のもとで飼育した。この目的のため、赤色LEDランプを使用した。

0077

馴化期後、農場Iでそれぞれ異なる日に採取した乳のビタミンD(ビタミンD3)含有量をHPLC/UV法で試験した(比較例1〜4)。結果を表1に示す。値は市販の乳のビタミンD含有量の値(食品に関するドイツ連邦規範によれば乳100mlあたり約0.1μg)と一致する。
(実施例1〜7)

0078

昼間期の照明のための市販の蛍光灯を、可視域の照度が同程度の特定の蛍光ランプを有する照明器具に交換した以外は同様の作業を2つの試験農場で続けた。このように、日中、太陽光に似た光スペクトルを有する人工光に動物を曝露した。光を与えるのに用いたフルスペクトル・ランプは、以下の発光スペクトルを有する特定の蛍光ランプであった:
VIS成分(380〜780nm):約90.85%
UVA成分(315〜380nm):約9%
UVB成分(280〜315nm):約0.15%
UVC成分(200〜280nm):0%。

0079

2×58ワットのフルスペクトル蛍光ランプを畜舎の床上約3mの高さに配置し、照明を毎日行った。蛍光ランプはIP65等級で、肉厚3mmのPMMA(Degussa社のPlexiglas 6N)で形成されたランプカバーを有していた。図は、この肉厚のプレキシガラスの透過曲線を示す。300nmの波長では透過率は約70%であった。

0080

この光周期での馴化期の後、それぞれ異なる日にELISAによって乳のビタミンD(ビタミンD3)含有量を試験した(実施例1〜7)。この方法で製造された乳は、従来の乳の製造法による乳の何倍ものビタミンDを含有していた。ビタミンD含有量は乳100mlあたり1.63〜1.92μgであった。表1は、各ミルクタンクから採取された試験試料および混合試料の結果を示す。タンクおよび混合試料は、数頭のから採取した乳を含む。乳試料の平均脂肪含有量は約4%であった。

0081

本発明の方法に従い1年間作業した後、本方法を導入する前の時期と比較して以下のその他の現象を観察できた:
・動物の疾患の発生率増殖率の減少
・農場の獣医にかかる費用の減少
・1頭あたりの搾乳量の5%を超える増加。
(実施例8〜12)

0082

実施例1〜7で昼間期の照明に使用した蛍光ランプを、可視域の照度が同程度の特定の蛍光ランプを有する照明器具に交換した以外は実施例1〜7の記載と同様の作業を2つの試験農場で続けた。このように、日中、太陽光に似た光スペクトルを有する人工光に動物を曝露した。光を発生させるため、使用したフルスペクトル・ランプはUVB成分をさらに多く含む特定の蛍光ランプで、蛍光物質としてSBPE約36%、SMS約50%、BAC約13%、およびLAP約1%を含んでいた。蛍光ランプは以下の発光スペクトルを有していた:
VIS成分(380〜780nm):約90%
UVA成分(315〜380nm):約9%
UVB成分(280〜315nm):約1%
UVC成分(200〜280nm):0%。

0083

2×58ワットのフルスペクトル蛍光ランプを畜舎の床上約3mの高さに配置し、照明を毎日行った。蛍光ランプはIP65等級で、肉厚3mmのPMMA(Degussa社のPlexiglas 6N)で形成されたランプカバーを有していた。図は、この肉厚のプレキシガラスの透過曲線を示す。300nmの波長では透過率は約70%であった。

0084

この光周期での馴化期の後、それぞれ異なる日にELISAによって乳のビタミンD(ビタミンD3)含有量を試験した(実施例8〜12)。この方法で製造された乳は、従来の乳の製造法による乳の何倍ものビタミンDを含有していた。ビタミンD含有量は乳100mlあたり2.34〜2.67μgであった。表2は、各ミルクタンクから採取された試験試料の結果を示す。タンクは、数頭の牛から採取した乳を含む。乳試料の平均脂肪含有量は約4%であった。

実施例

0085

本発明の方法に従い1年間作業した後、比較例1〜4で用いた方法と比較して以下のその他の現象を観察できた:
・動物の疾患の発生率と増殖率の減少
・農場の獣医にかかる費用の減少
・1頭あたりの搾乳量の5%を超える増加。

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