食品加工残さの飼料化に向けた成分特性等の解明
−第1報
成分特性の解明−
* * * **
堀
元司
・樋田
宣英
・徳田
正樹
・香嶋
章子
食品産業担当・ 大分県南部振興局
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Res ear c h
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Char ac t er i s t i c
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FoodI ndus t r i al Di v i s i on・ Oi t a Pr ef ec t ur al Sout her n Regi on Bur eau
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要
旨
県 内で 産出 され る食 品残 さの飼 料化 を検 討す るた め, 食品残 さ1 1種 類1 5点 の性 状や性質 を調 査し 安全 性や 飼 料と して の価 値等 につ いて 検討し た.
食 品残 さの うち 焼酎 粕の みが液 状で 他は 固形 物で あり ,外観 ,色 ,臭 いは 各食 品残 さそれぞ れに 特徴 があ り, 密 度は466∼1, 057kg/ m3,pHで3. 86∼7. 67の開きがあった.
食 品残 さ中 の有 害成 分含 量は, 飼料 中有 害物 質の 指導 基準値 の範 囲内 であ り, 飼料 化に問題 は見 あた らな かっ た. 水 分が 85% 以下 の食 品残 さでは 牧草 の生 草並 以上 の栄 養成分 量を 含む こと が判 明し 、飼料と して 有効 活用 すべ き と思 われ た.
食 品残 さの 無機 成分 含量 には大 きな バラ ツキ が見 られ た.N aの 多い 醤油 粕を 飼料 として利 用す る際 には 塩分 が 過剰 とな らな いよ うに 注意 が必要 であ った .茶 粕は Mn 供給源 とし ての 活用 が期 待で きる.
保 存試 験の 結果 ,食 品残 さは従 来か ら言 われ てい るよ うに腐 敗し 易い こと が再 認識 させられ ,飼 料と して 利用 を 拡大 させ るに は保 存性 の向 上策が 必要 不可 欠で ある こと が示さ れた .
1.
はじめに
食品製造業から産出される食品加工残さ(以下,「食品 残さ」という.)については,家畜飼料や堆肥原料として 従来より利用されているものがある一方,その大半は廃 棄処分されていることから,「循環型社会形成推進基本
」, 「 」
法 そして食品残さを対象とする 食品リサイクル法
等の施行に象徴される様に循環型社会の実現を目指して の食品残さ再資源化の取り組みがより重要な課題となっ ている.
食品残さには人間の食品の残さという安全性の担保や、 栄養成分を多く含む等再資源化する際の利点があるもの の,高水分で腐敗しやすいなどの欠点が再資源化を困難 としており,食品残さの廃棄処分コストは食品製造業の 経営の負担となっている.
一方,海外からの輸入飼料への依存度が高い畜産業界 においては,低食料自給率の一因となっている飼料自給 率の向上に取り組んでおり,牧草等の自給飼料の増産と ともに食品残さの飼料化の推進を行っている.
そこで,食品製造業,畜産業界両者にメリットのある
食品残さの飼料化を検討するため,飼料化の基礎データ となる県内で産出される各食品残さの性状,性質につい て調査を行った.
2.
実験方法
2. 1 食品残さ
大分県家畜衛生飼料室が平成18年1月に食品製造業 者を対象として行ったアンケート形式の調査結果を基に 当センターで推計したところ,県内においては「不要な 残り物または粕等」である食品残さが年間109千t程度産 出しており,そのうちの52%にあたる57千tが有償によ り処分されていた.
そこで今回の試験では,県内で産出する食品残さで推 定年間産出量が単品で100tを超えるもののうち,既に有 価物として利用されているものを除いた11種類15点( Tab l e 1) を調査することとした.
分析に供した.
Tabl e 1 調査した食品残さ及び推定年間産出量 ○ 焼 酎 粕 92, 930t ○ カボス搾汁粕 900 ○ オ カ ラ 3, 650 ・インライン搾汁粕 ○ 醤 油 粕 2, 900 ・遠心搾汁粕
注 )
○ コーヒー粕 2, 830 ・プレス脱水後
○ 紫 芋 粕 1, 460 ○ ミカン搾汁粕 750 ・ジュース搾汁粕 ・ジュース搾汁粕
注 )
・色素抽出粕 ・プレス脱水後
○ 人参搾汁粕 1, 450 ○ 夏ミカン搾汁粕 480 ○ 茶 粕 820 ○ 野菜( モヤシ) くず 360 注) ;柑橘系の搾汁粕に石灰を添加してpHを調製した
後,プレス脱水処理を行ったもの.
2. 2 調査,分析方法 ( 1) 物理的特徴
各食品残さの外観,色,臭い,密度,pHについて観 察,調査した.
( 2) 有害成分含量
焼酎粕以外の残さは60℃,48時間通風乾燥後粉末化した ものを試料とし,焼酎粕はホモゲナイズしたものを試料とし た.
硝酸態窒素をHPLC法 により分析し,Cd,Pb,
1)
Asについては試料を硝酸・過塩素酸分解法にて湿式灰 化させた後 ICPにて分析を行い,Seは硝酸・過塩
1 )
素酸分解溶液を用いて蛍光光度法 にて分析を行った.
1 )
( 3) 栄養成分含量
水分,粗蛋白質,粗脂肪,粗繊維,ADF,NDF, 粗灰分を定法 により分析し,NFEを算出した.
2 )
( 4) 無機成分含量
( 3) で粗灰分分析のため白金皿を用いて灰化したものを 塩酸溶液で溶解し希釈したものを試料とし,Na,Kを 原子吸光分析装置にて,Ca,P,Mg,Fe,Cu, Zn,MnをICPにて分析を行った.
( 5) 保存性の検討
発生時期に季節性がある残さの周年利用等を検討する ため,一般生菌数を指標として収集した食品残さの10℃ 及び30℃保存による保存試験を行った.一般生菌数は標 準寒天培地法にて調査し,一般生菌数が1g当たり10 ∼
6
10 個を超えた時点を腐敗とした.
7
3.
実験結果及び考察
( 1) 物理的特徴
今回調査した食品残さの物理的特徴をTabl e 2に示し た.
11種類15点の残さのうち焼酎粕のみが液状で,他は固 形物であった.
外観,色,臭いは各食品残さでそれぞれ特徴があり千 差万別であった.水気は水分がしみ出しているものから, 乾燥して水気を感じないものまであった.
密度は466∼1, 057kg/ m 水気のあるものや
3
とばらつき,
圧搾されたもので重たく,パサパサ感のあるもので軽い傾 向が見られた.
pHはオカラ以外は酸性で,酸性下で抽出の行われる 紫芋色素抽出粕が3. 86と最も低かった.
( 2) 有害成分含量
硝酸態窒素含量で夏ミカン搾汁粕,人参搾汁粕,醤油 粕,野菜( モヤシ) くずが,Pb含量でカボス搾汁粕,野 菜( モヤシ) くずが若干高い傾向を示したが,いずれも飼 料中有害物質の指導基準値の範囲内であり,今回調査し た食品残さの飼料化について問題は見あたらなかった. ( Tabl e 3)
( 3) 栄養成分含量
飼料の価値は家畜に供給できる養分量で決まり,乾物 量や成分バランス等が重要となってくる.
今回調査した食品残さの一般成分含量をTabl e 4に示 した.
水分含量は醤油粕で34. 7%と最も低く,他は60%台が 2点,70%台4点,80%台7点,90%台1点と高水分の ものが多かった.
乾物中の成分含量は粗蛋白含量で3. 0∼43. 6%,粗脂肪 で0. 4∼16. 8%,NFEで33. 0∼91. 9%,粗繊維で1. 8∼ 26. 1%,ADFで4. 6∼45. 7%,NDFで6. 3∼73. 6%, 粗灰分で1. 0∼10. 4%と各食品残さにより大きなバラツキ が見られた.
飼料設計を行う際には各食品残さの成分的特徴を充分 把握する必要が示された.
( 4) 無機成分含量
家畜の体内において重要な生理機能を担っている無機 成分含量も,各食品残さ毎に大きなバラツキが見られた. ( Tabl e 5)
で100mg/ kgを上回っていた.Cu含量では醤油粕で最も 高く6点で5mg/ kgを上回り,Zn含量では焼酎粕で最も 高く3点で30mg/ kgを上回った.Mn含量では茶粕が762 mg/ kgと非常に高かった.
( 5) 保存性
保存試験の結果をTabl e 6に示した.
各食品残さの収集日における一般生菌数は,食品製造業 で産出した時点から調査までに時間が経過したことで増加 したと思われるが,8点 で 10 個 / g以上となった.
6
夏場を想定した30℃保存では,28日間腐敗しなかった 醤油粕を除いた残さ全てが保存2日目までに一般生菌数 が10 個/ g以上となり腐敗した. 冬場を想定した10℃保
6
Tabl e 2 食 品残 さの 物理的 特徴
食 品 残 さ 外 観 , 色 臭い等 密 度 pH
( kg/ m)
3
焼 酎 粕 原料 は大 麦の みで 減圧 蒸留し た粕 .液 状で 麦の 残さ が 香 ばし いも ろみ臭
混じ る. 色は 薄茶 色に 麦の色 が混 じる . 1, 023 4. 02
オ カ ラ 粒径数mmの粒状.白黄色.見た目ではパサパサ感がある オカラの臭い
もの の握 ると 水気 を感 じ,握 り固 めれ ば固 まる . 466 7. 67 醤 油 粕 厚さ 数mmの板 状. 黒色 に茶色 が混 じる . 醤 油, 穀類 臭,若 干
水気 はな い. 小麦 が形 を残し てい る. 麹 臭 1, 057 5. 24
コーヒー粕 数mm角の粒状.黒茶色.握ると油分を感じる. コーヒー臭に強いコゲ臭 571 5. 76 紫 ジュース搾汁粕 粒等なく練り餡状.黒茶色.離水はないものの水気が 芋の臭いに酸味臭が
芋 あり,柔らかい. 混じる 992 5. 60
粕 色素 抽出 粕 きめ の粗 いオ カラ 状. 色は紫 がか った ピン ク色 .水 気 芋 の若 干ス エタ臭 い
があり,握りしめれば固まる.アルカリ添加で緑色に変化. 775 3. 86 人参 搾汁 粕 粒等 なく 練り 餡状 .色 は人参 の赤 色. 水分 が多 く, ベト 弱 い人 参臭 にコゲ 臭
ベト感がある. が混ざる 971 5. 91
カ カボ スが 押し つぶ され ,果皮 と膜 が分 離し てい る. 色 カ ボス の臭 い
ボ インライン搾汁粕 は果皮の緑色と膜の白色が混ざりが白色が強い.水気 531 4. 45
ス があり,ベタベタ感あり.
搾 10∼14mm幅にスライスされたもの.果肉は膜のみ.色は果 カボスの臭い( 臭いそ
汁 遠心 搾汁 粕 皮の 緑色 と膜 の白 色が 混じる が緑 色が 強い .水 気が あ の もの は弱 い) 474 4. 18
粕 り,ベタベタ感あり.
石灰 処理 ,プレス脱 水で 果皮, 膜が 細か くな り, 種と 混 カ ボス の臭 い( 臭い そ
プレ ス脱 水後 合し てい る. 色は 白色 ,緑色 ,黄 色が 混ざ り, 全体 的 の もの は弱 い) 604 5. 57 には肌色.水気があるが,パサパサ感もある.
茶 粕 数mm∼1c m程度 の茶 葉の かけ ら. 暗緑 色.水 気が あり , 茶 葉の 臭い 747 6. 08 水分 がし みだ して いる .
ミ ミカ ンが 押し つぶ され た状態 .皮 ,膜 ,種 とも 切り 刻 ミカンの 臭い に酸味臭 が
カ ジュース搾汁粕 まれている.オレンジ色.ベタベタ感がある. 混じる 663 4. 29
ン
搾 膜,種 が若 干大 きく 目立つ が,皮 等は きざま れて いる.ミカンの 臭い
汁 プレス脱水後 粒の大きなオカラ状.暗オレンジ色.パサパサ感がある. 499 6. 63
粕
夏ミカン搾 汁粕 押し つぶ され ,数 c m角 程度に ちぎ れた 皮と 膜, 種が 混 夏 みか んの 臭い
プレス脱水後 合している.色は黄土色に皮の黄色と種の白が混じり 618 6. 77
合っている.若干湿っているが,パサパサ感あり.
存でも,醤油粕,コーヒー粕は28日間腐敗しなかったものの, 焼酎粕,紫芋の色素抽出粕が14日目までに,ミカン搾汁粕が 7日目までに,他のものは2日目までに腐敗した.
以上より,食品残さが腐敗し易いということを再認識 させられ,飼料として利用する場合は,醤油粕を除き発 生日か遅くてもその次の日までに給与するか,保存性を 向上させるための処置を行う必要があると考えられた.
4.
まとめ
県内で産出する食品残さの飼料化を検討するため,食 品残さ11種類15点の性状や性質を調査し,安全性や飼料 としての価値等を検討したところ,以下のような知見が 得られた.
( 1) 各食品残さの外観,色,臭いは各食品残さそれぞれ に特徴があり,密度は466∼1, 057kg/ m ,pHで3. 86∼
3
7. 67の開きがあった.
( 2) 各食品残さ中の有害成分含量は,飼料中有害物質の 指導基準値の範囲内であり,飼料化に問題は見あたらな かった.
( 3) 水分が85%以下の食品残さでは,生草以上の栄養成 分量を含むことが見込まれたことから,飼料化への取り 組みが有意義であることが確認された.
( 4) 各食品残さによって無機成分含量に大きなバラツキ が見られた.Naの多い醤油粕は飼料として利用する際 には塩分が過剰にならないように注意が必要であった. 茶粕はMn供給源としての活用が期待できる.
( 5) 保存試験の結果,食品残さは従来から言われている ように腐敗し易いことが再認識させられ,飼料としての 利用を拡大するには保存性の向上策が必要不可欠である ことが示された.
Tabl e 3 食品残さの有害成分含有量 単位:ppm
硝 酸態 鉛 カドニ ウム ヒ 素 セレ ン
食 品残 さ 窒素 (P b) (C d) (A s) (S e)
乾物中 原物中 乾物中 原物中 乾物中 原物中 乾物中 原物中
乾物中 / / / /
焼 酎 粕 92 0. 73/0. 10 0. 1/0. 02 0. 6/0. 08 0. 1/0. 01 オ カ ラ 8 0. 03/0. 01 0. 1/0. 01 0. 0/0. 00 0. 1/0. 03 醤 油 粕 732 0. 53/0. 34 0. 0/0. 00 0. 1/0. 04 0. 6/0. 40 コーヒー粕 21 0. 27/0. 09 0. 0/0. 00 0. 4/0. 11 0. 0/0. 01 紫 芋 粕
ジュース搾汁粕 17 0. 00/0. 00 0. 1/0. 01 0. 0/0. 01 0. 0/0. 00 色素抽出粕 19 0. 21/0. 08 0. 0/0. 00 0. 0/0. 02 0. 0/0. 00 人参搾汁粕 734 0. 00/0. 00 0. 1/0. 01 0. 0/0. 00 0. 0/0. 00 カボ ス搾 汁粕
インライン搾汁粕 139 0. 01/0. 00 0. 0/0. 00 0. 1/0. 02 0. 0/0. 00 遠心搾汁粕 147 2. 45/0. 37 0. 0/0. 00 0. 0/0. 00 0. 0/0. 00 プレス脱水後 105 2. 69/0. 48 0. 0/0. 00 0. 1/0. 02 0. 0/0. 00 茶 粕 44 0. 87/0. 14 0. 0/0. 00 0. 0/0. 00 0. 0/0. 00 ミカ ン搾 汁粕
ジュース搾汁粕 0 0. 94/0. 19 0. 0/0. 00 0. 1/0. 02 0. 0/0. 00 プレス脱水後 0 0. 57/0. 14 0. 0/0. 00 0. 0/0. 01 0. 0/0. 00 夏ミカン搾汁 粕
プレス脱水後 858 0. 07/0. 02 0. 0/0. 00 0. 1/0. 02 0. 0/0. 00 野菜( モヤシ) くず 596 1. 56/0. 07 0. 0/0. 00 0. 1/0. 00 0. 1/0. 00 飼料中有害物質 1, 000 3. 00 1. 0 2. 0 要求量:0. 1∼0. 3
の指 導基 準値 等 過剰障害: 5<
Tabl e 4 食品残さの一般成分含量 単位:%
食品残さ 水 分 粗蛋白 粗脂肪 NFE 粗繊維 ADF NDF 粗灰分
Tabl e 5 食品 残さの 無機 成分 含量
カルシウム リン マグネシウム カリウム ナトリウム 鉄 銅 亜鉛 マンガン
食 品残 さ C a P M g K Na F e Cu Zn Mn
( %) ( %) ( %) ( %) ( %) ( mg/ kg) ( mg/ kg) ( mg/ kg) ( mg/ kg) 焼 酎 粕 0. 01 0. 09 0. 03 0. 09 0. 00 16 2. 1 9 5
0. 10 0. 71 0. 21 0. 71 0. 03 118 15. 6 71 39 オ カ ラ 0. 28 0. 08 0. 04 0. 39 0. 01 16 1. 4 6 3 1. 13 0. 31 0. 15 1. 57 0. 02 65 5. 5 24 14 醤 油 粕 0. 28 0. 12 0. 05 0. 27 2. 47 74 20. 4 38 11 0. 43 0. 19 0. 07 0. 41 3. 78 113 31. 2 57 17 コーヒー粕 0. 04 0. 03 0. 04 0. 12 0. 02 63 6. 6 2 11 0. 14 0. 09 0. 13 0. 39 0. 05 199 20. 9 8 35 紫 芋 粕 0. 21 0. 02 0. 02 0. 20 0. 01 14 0. 3 1 4 ジュース搾汁粕 1. 56 0. 14 0. 15 1. 43 0. 07 99 2. 1 10 26 紫 芋 粕 0. 11 0. 02 0. 01 0. 04 0. 00 13 0. 2 1 2 色素抽出粕 0. 30 0. 04 0. 02 0. 09 0. 01 33 0. 5 3 4 人参搾汁粕 0. 05 0. 02 0. 01 0. 30 0. 01 7 0. 2 3 1 0. 41 0. 20 0. 10 2. 40 0. 05 59 1. 9 23 11 カボス搾汁粕 0. 16 0. 03 0. 04 0. 22 0. 00 10 0. 4 1 1 インライン搾汁粕 0. 96 0. 19 0. 21 1. 33 0. 01 62 2. 6 7 6 カボス搾汁粕 0. 16 0. 03 0. 03 0. 22 0. 00 29 0. 5 1 1 遠心搾汁粕 1. 02 0. 21 0. 21 1. 41 0. 01 193 3. 0 10 7 カボス搾汁粕 0. 39 0. 03 0. 03 0. 25 0. 00 28 0. 6 2 1 プレス脱水後 2. 18 0. 19 0. 17 1. 43 0. 01 160 3. 4 10 8 茶 粕 0. 06 0. 05 0. 03 0. 11 0. 00 16 1. 6 3 124 0. 38 0. 31 0. 18 0. 69 0. 01 97 10. 0 20 762 ミカン搾汁粕 0. 09 0. 02 0. 02 0. 20 0. 00 10 0. 1 2 3 ジュース搾汁粕 0. 43 0. 11 0. 09 0. 99 0. 01 48 0. 4 11 13 ミカン搾汁粕 0. 59 0. 04 0. 02 0. 18 0. 00 69 0. 4 2 3 プレス脱水後 2. 43 0. 15 0. 09 0. 73 0. 01 288 1. 5 8 13 夏ミカン搾汁粕 0. 45 0. 03 0. 02 0. 24 0. 01 51 0. 7 1 3 プレス脱水後 2. 06 0. 14 0. 10 1. 10 0. 03 233 3. 3 6 13 野菜( モヤシ) くず 0. 02 0. 02 0. 01 0. 06 0. 00 6 0. 8 3 0 0. 38 0. 51 0. 24 1. 31 0. 04 128 16. 3 68 9
<参考 > C a P M g K Na F e Cu Zn M n
配合 飼料 等無 採卵 鶏 採卵 鶏 スーダン 生草 食 塩の 鶏 用 鶏用 鶏用 鶏 用 機成分含量 用 用 グラス 2∼5 形で飼 150 5∼20 50 50
( 乾物中) 3. 5∼4 2. 6∼3 約3 穀類 料中に ∼300 ∼150 ∼100 その他 その他 米ぬか 0. 3 添加 豚用 豚用 豚用 豚用 飼料分析法・ 1∼1. 5 0. 8 約1 ∼2 200 50 80 50∼80 (「
解説- 2004- 」 ∼1. 2 ∼500 ∼200 ∼250
より) 牛用 牛用 牛用 牛用
Tabl e 6 食品残さ保存時における一般生菌数の推移 単位:個/ g
残 さ 保存 収集 1日 2日 3日 7日 14日 28日
温度 日 目 目 目 目 目 目
焼 酎 粕 10℃ 1. 1× 10 1. 4× 10 1. 2× 10 − 3. 4× 10 1. 3× 10 腐敗
5 5 5 5 7
30℃ 1. 4× 10 1. 1× 10 腐敗
5 7
オ カ ラ 10℃ 8. 6× 10 4. 8× 10 7. 5× 10 腐敗
3 5 6
30℃ 2. 8× 10 腐敗
7
6 6 6 5 6 6 6
醤 油 粕 10℃ 1. 2× 10 1. 3× 10 1. 7× 10 9. 7× 10 2. 3× 10 2. 2× 10 1. 6× 10
5 6 6 6 6 6
30℃ 9. 4× 10 1. 4× 10 1. 1× 10 1. 2× 10 1. 8× 10 1. 0× 10
5 4 4 4 4 6 6
コーヒー粕 10℃ 6. 5× 10 2. 0× 10 2. 8× 10 2. 9× 10 5. 2× 10 1. 6× 10 2. 4× 10 30℃ 8. 8× 10 6. 4× 10 腐敗
4 6
紫 芋 粕 10℃ 1. 0× 10 1. 1× 10 腐敗
6 7
ジュース搾汁粕 30℃ 9. 7× 10 腐敗
6
紫 芋 粕 10℃ 9. 5× 10 6. 2× 10 4. 0× 10 − 3. 8× 10 2. 0× 10 腐敗
4 4 5 6 7
色素抽出粕 30℃ 2. 0× 10 腐敗
7
人参搾汁粕 10℃ 2. 9× 10 2. 6× 10 腐敗
6 7
30℃ 腐敗
カボス搾汁粕 10℃ 4. 5× 10 1. 8× 10 腐敗
6 7
インライン搾汁粕 30℃ 7. 6× 10 腐敗
7
カボス搾汁粕 10℃ 8. 8× 10 1. 1× 10 4. 0× 10 腐敗
5 6 6
プレス脱水後 30℃ 1. 0× 10 腐敗
7
茶 粕 10℃ 1. 0× 10 2. 0× 10 腐敗
7 8
30℃ 腐敗
ミカン搾汁粕 10℃ 3. 8× 10 1. 4× 10 4. 2× 10 − 6. 4× 10腐敗
3 4 4
ジュース搾汁粕 30℃ 6. 0× 10 腐敗
6
ミカン搾汁粕 10℃ 1. 6× 10 8. 8× 10 腐敗
6 6
プレス脱水後 30℃ 9. 0× 10 腐敗
6
夏ミカン搾汁粕 10℃ 2. 5× 10 3. 2× 10 腐敗
6 7
プレス脱水後 30℃ 腐敗
野菜( モヤシ) くず 10℃ 1. 1× 10 腐敗
7
30℃
5.
今後の課題
食品残さの基礎データを得ることで飼料としての価値 は確認できたが,従来から言われているように腐敗しや すいことを再認識させられた.
腐敗しやすい食品残さを原物のまま飼料として利用す るには,産出直後のものを毎日収集しその日のうちに家 畜に給与する必要があり,利用範囲,量は限られてくる.
まして,季節性のある食品残さで産出時期が限られる ものは,そのほとんどが利用できずに終わることが予想 されることから,食品残さの利用拡大を図るにはその保 存性向上策を確立することが必要不可欠である.
しかし,乾燥という手段ではコスト的な問題が発生し てくることが予想されるため,低コストで行える保存性
向上策の検討を今後の課題として行う予定である.
謝
辞
なお,本試験を実施するにあたり大豊食品協同組合, 二豊醤油協業組合,株式会社ジェイエイフーズおおいた, 大分もやし協業組合,家畜衛生飼料室の関係各位には多 大なご協力を頂きました.ここに厚くお礼申し上げます.
参考文献
1) 自給飼料品質評価研究会編( 2001) :改訂粗飼料の品質 評価ハンドブック.( 社) 日本草地畜産種子協会 2) 飼料分析基準研究会編( 2004) :飼料分析法・解説( 200