研究項目及び実施体制(◎は総括研究代表者)
- 飼料・栄養管理法と生体プロセス変動の関係解明
(◎田辺忍/農林水産省畜産試験場) - 近赤外分光法による生体液の連続モニタリング手法の開発
(河野澄夫/農林水産省食品総合研究所) - 生体情報の無侵襲及び連続測定装置の開発
(伊藤和彦/北海道大学大学院農学研究科) - 近赤外分光法によって得られる情報の解析・総合化手法の開発
(尾崎幸洋/関西学院大学理学部) - 生体プロセス情報のフィードバックシステムの開発
(Roumiana TSENKOVA/神戸大学農学部)
研究の目的
我が国の乳牛の泌乳量の改善は著しく、現在では、年間の平均乳量が8300kgに達しており、1万kgを越える牛も多数、存在している。しかし、一方でこのような高泌乳化に伴い、疾病の多発や繁殖成績の不良などの問題が大きくなってきており、その原因として多頭数飼養環境下における高泌乳牛の適切な栄養管理の困難さが指摘されている。乳牛の栄養状態・生理状態を的確に把握することは適切な栄養管理を行うための第1歩であり、乳牛生体における栄養素の代謝プロセスを、近赤外分光法によって非破壊・無侵襲的に連続モニタリングする手法を開発することができれば精密な乳牛飼養管理システムの実現に大きく寄与するものと思われる。
研究の内容
- 乳牛から、牛乳、血液、胃液及び尿などの生体液を採取して、その化学成分組成を近赤外分光法により精密に分析する手法を確立する。
- 搾乳システムあるいは乳牛健康診断システム(プロファイルテスト)に組み込むことを目標としたオンライン及びアットライン設置型の近赤外計測装置及ぴポータブル型の計測装置を開発する。
- 乳牛を用いて、飼料栄養管理法と生体プロセス変動の関係に関するデータの蓄積を図るとともに、近赤外分光法により計測可能な栄養管理指標を抽出する。
- 開発した計測装置を用い、選定した栄養管理指標に基づくモニタリングシステムを構築する。
主要な成果
- 牛乳、胃液、血液及び尿などの乳牛生体液中の化学成分を長波長域の近赤外スペクトルを用いて高精度で測定できること、牛乳の衛生管理上重要な体細胞数についても定性的ではあるが測定可能であることが示された。さらに、短波長域を用いた場合も、測定部の改善と二次元相関分光法を利用して検量線を作成することにより乳牛の栄養・健康状態モニタリングに対して十分な精度で近赤外分光法が利用できることを明らかにした。
- 近赤外スペクトルの短波長域を利用した、ミルカーに装着可能な小型のオンライン計測装置、白動車に積載可能なサイズのアットライン計測装置及びポータブル計測装置を開発した。特に、オンライン計測装置は現在普及しつつあるロボット搾乳装置に組み込むことにより、自動搾乳システムの高度化に大きく寄与するものと思われる。
- 開発された装置を活用した乳牛の栄養・健康状態モニタリングシステムを提案した。本システムはオンラインモニタリングシステムとアットライン検診システムから構成され、その診断結果に基づいて飼料設計を行う飼料給与改善プログラムが作成されている。
研究のイメージ
