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2003年産米国大豆の品質
トーマス・ブラム博士
チャールズ R.ハーバーグ博士
大豆のマーケッティングで品質が重要な関心要素であることに変わりはない。本報告では、下記示した大豆品質に関する諸々の事柄に関しての現時点での概要を記したものである:
本報告の数値や分析は、顧客が米国産大豆を調達・利用するにあたり、役立てて頂くための情報である。
品質調査
1986年よりアイオワ州立大学(ISU)とアメリカ大豆協会(ASA)は収穫した新穀大豆の品質に関して調査を行ってきた。米国で大豆を生産している諸州(30州)の大豆生産者は、郵送による調査依頼にしたがい2003年産大豆の分析用検体を提供した。2003年11月7日までに受け取った検体は、蛋白質と油分含量についてインフラテックNIR器(Foss
North America, Eden Prairie, Minn.)を使って分析した。地域的に分布しているサブセット(注、瀬良:ここでは、地域ごとにまとめた混合検体)はアミノ酸分析のためにミズーリ大学に送った。米国産大豆の収量や物性上の品質(USグレード要因)などに関する数値は他の出典より得た。数値は州と州をまとめた地域に分けて示した。また、2003年産大豆の生育期間中の気象条件も収集し、大豆の組成分に影響を与えた異例の環境要因も示した。
2003年産米国大豆
米国農務省の2004年1月12日付け生産見積もりによれば(USDA, 2004)、米国は2003年に24億2000万ブッシェル(6千160万メトリック・トン)の大豆を生産した。これは2002年産に比べ12%の減少であり、1996年以来最も低かった。大豆の平均収量は1エーカー当り33.4ブッシェルで、2002年産の37.5ブッシェルより下がり、1989年以来最も低いエーカー当り収量であった。大豆収穫面積としては7230万エーカー(2900万ヘクタール)が収穫されたと見積もられているが、これは2002年に比べ0.2%減である。表1に2003年産大豆の生産統計概要を州単位、及び、生育地域単位で示した。
生産減少はコーンベルト地帯全域に起きたが、生産増が起きた地域は、米国南東部、及び、東沿岸地域のみであった。一般的にコーンベルト全域について旱魃気味の天候が続き、大豆のさやに豆が入る時期の8月と9月が最も厳しい状況であった。
組成分の数値は表2に示した。2003年産米国大豆の蛋白質と油分の平均含有割合は、それぞれ35.68%、及び、18.65%(水分13%ベース)であった。これらの数値は米国大豆の長期に渡る蛋白質の平均値、35.42%、及び、油分の平均値、18.60%よりは若干高めであった。2003年産米国大豆からは、大豆1ブッシェル当り平均43.8ポンドの蛋白質(CP48%)大豆ミール、及び、10.9ポンドの油分を取ることが出来る。もし、大豆の水分含量が11%であれば、大豆1ブッシェル当たり平均44.8ポンドの蛋白質(CP48%)大豆ミールと11.2ポンドの油分が取れる。
変動(標準偏差=SD)については、州内、地域内、全米で捉えたとき2002年の変動よりもかなり高かった。これが意味するところは、地域的、或いは、他の何らかの地理的条件に基づいて高蛋白質、及び、高油分の大豆を調達する場合、結果がより不確定だということである。特に油分の変動が高いということが指摘できる。過去18年間の油分の標準偏差は平均値が0.89%単位であったのに比べ、本年の新穀大豆の油分は1.02%単位の標準偏差を示している。
通常の北から南にかけて起きる蛋白質含有量の傾向(北が低く、南が高い傾向)は存在しているが、然しその傾向は一貫していなかった。例えば、ミネソタの大豆の蛋白質は全米平均値に非常に近く、油分は高かった。これはとても珍しいことであり、過去に一度だけ、1991年に起きたことがある。同様に、中南部(ミッドサウス)の大豆は東コーンベルトの大豆よりも蛋白質が低かった。収穫期の気温は、収穫時期全般に渡り平均値かそれ以上であったので、大豆油精製時に問題を起こす霜の被害を受けた大豆は少ない。今年の大豆の水分含量は12%以下と予測しているが、これは歴史的な(過去の)平均値よりも低い。大豆は小粒なのでミールへの油分のロスを防ぐために粉砕ローラーや他の器材の間隙などの再調整を必要とするかもしれない。
2003年の気象
米国の旱魃気味な気象の酷さは図1に示した。米国の旱魃モニターは水分関係の平均諸条件を幅広く捉えた期間や影響度の指標で見せるビジュアル・サマリーである(NDMC,
2003)。モニターは降雨に反応する旱魃の影響度合いを推測するものである。
米国西部では二年間に渡り酷い旱魃を受けたが、2003年には、その乾燥地域が西コーンベルトにまで拡大した。旱魃がどの時点で起きるかという点も重要である;大豆を生産している地域では旱魃気味になったのは8月と9月であったが、この時期は、さやに豆が入る時期(pod
filling)と重なるので非常に重要な時期である。米国中部の大部分において8月始めまでは、水分は実際のところ平均を上回っていた。
大豆の蛋白質、及び、油分と環境条件との関係を調べた研究報告は多い。表3は大豆組成分が天候や非農耕関係の変動要因(ノン・アグロノミック変動要因)にどう質的に反応するかを捉えた概要である(Westgate,et.al.,1999)。2003年の作物の結果は、旱魃が起きる時期の影響についての前述の報告を裏付けるものとなっている。
歴史的にみた成績と地理的な関係(見通し)
大豆の収量と作付け面積は1990年代に滞りなく伸びたが、近年は、安定してきているように見受けられる。表4は米国農務省の生産統計と組成分に関する調査結果を合わせている。収量、蛋白質、及び、油分の数値は図2のグラフに示した。1990年代、収量は年間1エーカー当り0.5ブッシェルづつ増加したが蛋白質と油分の平均値の変化はほとんど無かった。育種段階のプログラムは収量を続けて強調しているが、品質のロスは明らかに起きていない。結果として面積単位当りの蛋白質と油分の生産量は変わりなく伸びている(図3)。消費する側から見た場合、これは順調により多くの供給を同じインプットから得ていることになる(土地、種子、肥料、その他)。過去18年間に渡る組成分数値が供給全体に与えた影響は図4に示した。
北部から南部にかけての蛋白質の傾向は過去18年間の調査でもほぼ変化していない。この期間の地域平均は図4・図5に示した。地域での違いは油分よりも蛋白質の方がはるかに大きかったが、異なる生育成長期では蛋白質の変化よりも油分の変化の方が大きかった。州内での個々の検体間での変動範囲は地域間、或いは、年ごとの範囲の約2倍程度大きかった。このことは購入時に見本として発表されている予測値を実際の組成分の分析をしないまま使うことには大きな誤差が生じることを示し、結果としては(補足、瀬良:分析をしないまま)生産者や取り扱い業者(ハンドラー)に相当額のプレミアムを支払うことは出来ない。
図6は搾油処理関係のチャートであるが、47.5%から48.5%の蛋白質を含有する大豆ミールを作るときの大豆の蛋白質と油分の組み合わせを示している。米国産大豆は1977年に一度だけ陰の部分で示した最適な範囲の左側に位置した。個々の州や地域からの大豆はしばしば48.5%ミール以上のかなり右側に位置する。また、米国大豆の平均値は通常はこの最適範囲の中ほどに位置している。2003年産大豆の平均値は、この18年間の調査の平均値とほぼ正確に同じ位置にきている。
米国農務省のGIPSA(Grain Inspection Packers and Stockyards Administration)は、下記のGIPSAのサイトの説明にもあるように、大豆の検査に対して種々のサービス業務を行っている(GIPSA,
2003a):
- 大豆の蛋白質と油分(Soybean Protein & Oil)
ユーザーの経済性に関係するような固有の資質情報を提供するために、GIPSAでは大豆の蛋白質と油分の分析検査をオプションとして行っている。蛋白質と油分含量は1ブッシェルの生大豆から得られる最終品目の大豆ミールと大豆油の量と質を決定する。GIPSAでは、要請により大豆の蛋白質と油分含量の分析検査を近赤外線トランスミッタンス(NIRT)で行っている。NIRTを使うことにより、GIPSAでは、大豆の油分と蛋白質含量を簡単(simple)、適時適切(timely)、反復可能(repeatable)、且つ、対費用効果(cost
effective)のある方法で行っている。
- 大豆の皮のひび割れ(Soybean Cracked Seedcoats)
トレード業界関係からの要請が増加したことを受け、GIPSAでは品質評価サービスの一つとして大豆の皮のひび割れを評価する業務サービスをオプションとして加えた。この検査の目的は、正常な丸豆の大豆の皮にひび割れが入っている割合を決定するものである。決定方法としては、夾雑物(FM)とダメージ(damaged
kernels)を除去した後、約125グラム使って行われる。ひび割れが入っている大豆は正常な大豆(sound soybeans)であるがひび割れた豆皮が容易に壊れるもの、正常な大豆で皮の一部、又は、全部が落脱しているもの、或いは、正常な大豆であるが四分の三かそれ以上の丸豆を維持しているものである。
- 大豆粒数のカウント(Soybean Seed Count)
大豆粒数のカウントによる評価は、トレード業界関係からの要請が増加したことを受け、GIPSAの品質評価業務サービスのオプションとして加えられた。GIPSAは、特定の重量に対しての丸豆(大豆粒)の数を報告している。グラム当りの粒数の決定は、夾雑物(FM)と丸豆ではない大豆(non-whole
soybeans)を除去した後、約25グラムを用いる。それを基にして、要請されている重量に対して数学的に換算決定する。
- 大豆粒のサイズ評価(Soybean Seed Sizing)
大豆粒のサイズ評価は、トレード業界関係からの要請が増加したことを受け、GIPSAの品質評価業務サービスのオプションとして加えられた。粒のサイズの評価は、評価を要請している申請者が指定するサイズの篩いに大豆を通過させ、何パーセントの大豆粒が篩いを通過し、篩いの上に残るかを計るものである。評価検査は、夾雑物を除去した後、検体約125グラムに対して行う。
- 白目大豆の評価(Soybean White Hilum)
白目大豆の評価は、トレード業界関係からの要請が増加したことを受け、GIPSAの品質評価業務サービスのオプションとして加えられた。この評価の目的は、丸豆の中の白目大豆の割合を調べるものである。要請により、白目以外の粒心の色(淡黄色「buff」、茶色「brown」、等々)にも応じている。評価検査は、夾雑物(FM)と丸豆ではない大豆(non-whole
soybeans)を除去した後、約125グラムを用いて行う。
これら何れのオプションも輸出検査の時に要請することが出来る。蛋白質と油分の分析は、契約スペックに組成分を含めているバイヤーにとっては特に有用であろう。GIPSAの検査は船積み時点に行うので、積荷の品質変動をコントロールするための他の公的グレード要因検査(other
Official Grade factor tests)と同じように使うことが出来る。
GIPSAは公的大豆輸出検査の結果を収集している(GIPSA, 2003b)。公的検査は一連の物性要因を基にグレード(Grade)を定めるが、要請があれば、蛋白質と油分含量も報告する。歴史的数値は表5に示した。検査の大部分(93%以上)は2002年産U.S.
No. 2大豆に対してであった。物性関連の品質は過去ほとんど変わっていない。加えて、GIPSAの組成分測定とASA−ISU調査データは一致している。これは一般的に米国産大豆の平均が輸出大豆であるということを意味している。
GIPSAのデータは輸出地によって分けていない。南ガルフ港湾(the Gulf South ports)は、通常、ミシシッピー・オハイオ・イリノイ・ミズーリ河川システムに沿ったコーンベルト諸州からの輸送を受けている。太平洋沿岸北西部港湾(Pacific
Northwest {PNW} ports)に輸送される大豆・穀類は、調査にある西コーンベルトに分類されている諸州からくる場合が多かろう。輸出港からの(大豆の)品質は、その輸出港に輸送している生産地域の品質を映し出す傾向がある。過去18年間の調査では西コーンベルトで生産された大豆の割合は約40%から50%を越すところまで上がった。これは潜在的に蛋白質含有量の低い地域への移行であった。先のデータで判るように、生産の地理的移行があったにも拘わらず、米国大豆の蛋白質と油分の平均が一定に保てたということは、米国大豆遺伝産業の努力の賜物であったと云える。然しながら、太平洋沿岸北西部港湾(PNW
ports)からの大豆の蛋白質は南ガルフ港湾(Gulf South ports)からの大豆よりも蛋白質が低い傾向にはある。
アミノ酸組成
近年の高成績を追求する栄養関係の分野では、粗成分値などよりも、サブうニット(例えば、アミノ酸、脂肪酸など)に焦点を当てる。特に、大豆ミールととうもろこしについては、制限アミノ酸(AA)の濃度は重要である:リジン(豚)、メチオニン+システイン(家禽)、及び、トリプトファン(豚と家禽双方)。
2003年産のサブセット調査サンプル(n = 188検体)を従来の分析法によりアミノ酸含量を測定した。任意に選び出した各州からの検体数は、前年度の米国各州の大豆の生産割合にほぼ合致している。結果は表6に示した。地域ごとの平均値には大きな違いは無かったが、特定のアミノ酸値の幅は、そのアミノ酸の平均値の20〜40%あった。
生産者、及び、処理業者のプログラム
米国国内の大豆市場は、蛋白質と油分含量を改善するためのインセンチブ(動機付け)を作り、導入し始めている。少なくとも大豆処理業者の4社が、アグプロセシング社(AgProcessing
Inc.=AGP)が始めたことを追従し、高い組成分レベルに対して何らかのプレミアムを提供することを開始した。AGP社のプレミアム・スケール(プレミアムの段階表)は、過去2年に渡り論文に記述した(Brumm
and Hurburgh, 2002; Hurburgh, 2001)。AGP社のプレミアムは油分が平均より高いときに支払われるものであるが、また、油分と蛋白質の双方が平均より高い場合は、蛋白質に対してもプレミアムが支払われる(AGP,
2003)。その他に導入されているプログラム(方策)は、最低レベルを設定し標準組成分を下回ったときには割引く方法、処理業者が望む生産量や作付け面積に合わせて一連の認められたバラエティ(品種)リストから種子を購入したときに購入費用の一部を補助する方法などである。バラエティ(品種)リストを使う利点は、搬入する大豆をその都度検査する必要がないからであるが、それは、リストに載っている品種であれば、その年の平均を常に上回ることを想定しているからである。バラエティの試験データはそのような想定を支持して(裏付けて)いるが、それは年ごとの全体的な天候の変化がどうあれ、バラエティの相対的な順位付け(ランキング)は変わらないからである。いずれにせよ、処理業者の意図は、購入する大豆の全体的な組成分向上にある。処理にあたっては(注、瀬良:搾油工程)、高蛋白質、及び、油分、或いは、双方とも高い大豆を分別する必要はない。溶剤抽出(搾油)工場においては、処理原料全体のバランスの中で蛋白質と油分を回収するからである。
図7に油分と蛋白質の平均値を漸次的に上げる潜在性についての例を示した。これは、処理工場に搬入された大豆について蛋白質、油分、及び、収量を測定したものである。工場ごとに搬入された原料の平均を収量と組成分の組み合わせによる四分画で分類してある。右上の四分画に点在する大豆は収量も組成分も平均を上回っている。この分画には一貫して20%の分析データ点が入ってくる。従って、生産者は左下の分画に入るような状況(平均以下の収量、平均以下の組成分)を避け、右上の分格に入るバラエティや耕作方法を選ぶことにより組成分を上げることが出来る。蛋白質や油分のみを追求するのではなく、蛋白質と油分の合算総量で選ぶのが価値の測定としては一番良い方法である。
ユナイテッド・ソイビーン・ボード(United Soybean Board = USB)は、大豆の組成分や組成分の測定方法の改善に対して生産者の意識を喚起するために二つのプログラムを開始した。「収量と品質を選ぶプログラム=SYQ」(The
Select Yield and Quality Program = SYQ)は、西コーンベルトの生産者をターゲットにしたものであるが、組成分の改善に伴なう利点と収量の改善、又は、一定に保つ利点を理解して貰うための教育啓蒙プログラムである(USB,
2003)。大豆品質特性プログラム(The Soybean Quality Traits Program = SQT)は、分析ラボと大豆育種研究者との協力関係で行うプログラムであるが、大豆の品質特性(蛋白質、油分、脂肪酸組成、アミノ酸組成)を均一、且つ、標準化した方法で測定出来るようにするための研究である。
SYQ(収量と品質を選ぶプログラム)は、活字とメディアを駆使したプログラムであるが、処理業者を対象にしたものは、価格設定方針の中に組成分を組み込む利点を説明し、また、生産者を対象にしたものは、収量の損失無く組成分を増加させる可能性について説明している。加えて、USBは生産者に対し、大豆生産者段階での価格インセンチブの有無に拘わらず、組成分を増加させる可能性についての利点をよりよく理解することが米国の大豆生産者に必要であるとしているが、それは南米大豆の生産がより赤道に向って移行していく(高蛋白質になると予想される)という背景の中で説明している。主なる強調はバラエティの選択におかれている。SYQを長期に渡り成功させていくためには、そのような情報を支える価格インセンチブが拡張展開されねばならない。
SQT(大豆品質特性プログラム)は、約20の分析ラボを組織化し、10の大豆育種団体(公的機関、及び、民間会社)、及び、参考に供する基礎的化学分析手法の熟練度を評価するために米国農務省のラボ3箇所の協力を得ている。アイオワ州立大学は、本件の場合、NIR(近赤外線)測定のための迅速なカリブレーション(検量)の標準化と(注、瀬良:協力機関、団体等との)調整を進めている。SQTプログラムには、13機種(models)のNIR分析器が使われている。SQTによる分析方法の精度、また、NIR測定の精度に関する可能性を使用機種全般に渡って調査した最初の報告は2004年に完了する。大豆育種業界は、大豆品質特性を改良した新しい遺伝(種子)のサンプル(試料)を今後とも続けて提供することを約束(commit)してくれている。SQTの全体的なオルガナイザー(調整・推進団体)は、米国油化学会(American
Oil Chemists Society = AOCS)である。資金提供は米国の大豆生産者であり、ユナイテッド・ソイビーン・ボード(USB)を通して行っている。
概要(サマリー)
2003年産米国大豆は平均値として蛋白質(35.7%)、及び、油分(18.7%)を含んでいる。蛋白質、及び、油分含量の変動は大豆生育地域内、及び、全域に渡りかなり高かった。2003年産大豆の収量と総生産量はかなり低下したが、これは西コーンベルト地帯での旱魃によるところが主な要因である。米国の数多くの団体は大豆の品質を向上させるため、教育、価格プレミアム、及び、検査などの分野での努力を継続して行っている。米国市場で価格インセンチブが広く展開されるようになった場合、輸入業者は競争による対応をしなくてはならない。
(論文翻訳・文責:瀬良)
参考資料
出典:NDMC(2003)
| 旱魃度合い |
旱魃による影響のタイプ |
| D0 異常な乾燥 |
曲線 主な影響の輪郭 |
| D1 旱魃=中程度 |
A= 農業(作物、放牧地、草地) |
| D2 旱魃=厳しい |
H= 土壌(地下)水分 |
| D3 旱魃=極端 |
タイプ無し=双方の影響 |
| D4 旱魃=例外 |
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縦軸:収量、蛋白質、及び、油分 (13%水分ベース)
横軸:年次、収量(エーカー当りブッシェル)、蛋白質 (%)、油分(%)
縦軸:エーカー当りポンド
横軸:年次、蛋白質、及び、油分棒グラフ
縦軸:蛋白質(%)(水分13%ベース)
横軸:年次、WCB=西コーンベルト、ECB=東コーンベルト、MDS=中南部、SE=南東部、EC=東沿岸
縦軸:油分(%)(水分13%ベース)
横軸:図4と同じ
縦軸:大豆油分(%)(13%水分ベース)
横軸:大豆蛋白質(%)(13%水分ベース)
陰の部分:47.5%〜48.5%の大豆ミールが作れる
工場所在地三箇所、マニング、シェルドン、イーグルグローブ
縦軸:蛋白質+油分の和と所在地平均値との差(%単位数値)
横軸:収量と所在地平均値との差(エーカー当りブッシェル数)
| 四分画 |
(I)右上:高収量、高組成分、55検体、収量=4.6ブッシェル、和=+0.6%単位 |
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(II)右下:高収量、低組成分、64検体、収量=3.9ブッシェル、和=−0.7%単位 |
| |
(III) 左下:低収量、低組成分、46検体、収量=−5.0ブッシェル、和=−0.6%単位 |
| |
(IV)左上:低収量、高組成分、60検体、収量=−4.5ブッシェル、和=0.6%単位 |
出典:米国農務省 (2004年1月12日)
| WCB:西コーンベルト: |
アイオワ、カンサス、ミネソタ、ミズーリ、ネブラスカ、北ダコタ、南ダコタ |
| ECB:東コーンベルト: |
イリノイ、インディアナ、ミシガン、オハイオ、ウイスコンシン |
| MDS:中南部: |
アーカンソー、ケンタッキー、ルイジアナ、ミシシッピー、オクラホマ、テネシー、テキサス |
| SE:南東部: |
アラバマ、フロリダ、ジョージア、北カロライナ、南カロライナ |
| EC:東沿岸: |
デラウェア、メリーランド、ニュージャージー、ニューヨーク、ペンシルバニア、バージニア |
地域:諸州名など表1に準じる検体数、蛋白質、%平均、標準偏差油分、%平均、標準偏差、変動範囲 13%水分ベース
高温、早い時期での旱魃、遅い時期での旱魃、早霜・寒冷、土壌中窒素の追加、肥沃度の増加(P,S)、遅蒔き、害虫による葉落ち、害虫によるさや落ち、ライゾビア接種(窒素固定菌)
a Westgateら、(1999)
b 追加精製が必要だった為に油分が下がった
+=増加、 −=低下、 inconclusive=結論づけられない
出典:米国農務省(USDA)、及び、アイオワ州立大学(ISU)
蛋白質と油分含量は水分13%ベース
2003年収量データは2003年10月14日時点
2003年蛋白質と油分データは2003年11月7日時点
GIPSA輸出検査データ、ISU調査データ
出典:USDA/GIPSA=Grain Inspection Packers and Stockyards Administration Iowa State University
蛋白質と油分は水分13%ベース
縦軸
| WCB:西コーンベルト: |
アイオワ、カンサス、ミネソタ、ミズーリ、ネブラスカ、北ダコタ、南ダコタ
平均:西コーンベルト
変動範囲:西コーンベルト |
| ECB:東コーンベルト: |
イリノイ、インディアナ、ミシガン、オハイオ、ウイスコンシン
平均:東コーンベルト
変動範囲:東コーンベルト |
| MDS:中南部: |
アーカンソー、ケンタッキー、ルイジアナ、ミシッピー、テネシー
平均:中南部
変動範囲:中南部 |
| SE:南東部: |
北カロライナ
平均:南東部
変動範囲:南東部 |
| EC:東沿岸: |
メリーランド、ペンシルバニア、バージニア
平均:東海岸
変動範囲:東海岸 |
| 全米 |
平均、変動範囲 |
横軸
検体数、リジン、メチオニン、システイン、TSAA、トリプトファン、トレオニン、%平均、標準偏差油分、%平均、標準偏差、変動範囲
13%水分ベース、TSAA=総含硫アミノ酸(メチオニン+システイン
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