KR0171246B1 - 축,수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식품의 기능성 신소재로 알려져 있는 키틴질로부터 키틴, 키토산으로 분리, 정제하고 키틴, 키토산으로부터 효소적 방법에 의하여 키틴, 키토산의 분해물로서 중합도가 2 내지 10개의 키틴, 키토산 올리고당을 제조하여 양우, 양돈, 양계 양어 등을 목적으로 하는 동물사료와 관련하여 콜레스테롤치의 저하, 사료 급여효율의 향상, 육질 및 증체량의 향상 효과와 설사방지 효과를 기대할 수 있는 축, 수산용의 키틴 및 키토산 올리고당 함유 사료 조성물을 제공한다.

Description

축, 수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물

제1도는 본 발명에서 사용되는 키틴과 키토산의 화학적 구조를 나타내는 구조식이다.

제2도는 본 발명에서 사용되는 키틴질의 분리 정제 공정도이다.

제3도는 본 발명에서 사용되는 키틴, 키토산올리고당의 제조 공정도이다.

[기술분야]

본 발명은 축산 및 수산업 분야에서 양우, 양돈, 양계 및 양어용 사료에 첨가되어져서 사용될 수 있는 축, 수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물에 관한 것으로, 특히 수득(收得)되는 축육 및 계란 등에서의 콜레스테롤치를 낮추고, 물고기의 체중을 증가시키며 사료의 소화흡수를 도와 설사방지 등을 가능하게 하는 축, 수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물에 관한 것이다.

[발명의 배경]

국민 식생활에서 질적, 양적 개선으로 인한 동물성 단백질 및 지방의 섭취량이 1인당 하루 총 단백질 및 지방 섭취량의 50%를 넘어서고 있는 것이 현실이다. 또한 최근의 보건 사회부 통계 자료에서도 한국인의 주요 사망원인들로서 뇌혈관성 질환이나 심장병, 고혈압 당뇨병 및 간질환 등을 들고 있는 것으로 나타나 이미 한국인의 식생활이 서구형으로 전환되었음을 보여주고 있다. 이는 서구적인 식생활의 문제점으로서 바로 혈중 콜레스테롤치의 과다한 증가로 나타나며, 각종 성인병의 직접적인 원인이 되기도 하는데 오늘날에는 청소년에게서 조차도 성인병으로 알려져 온 질병의 발생율이 높아지고 있는 추세이기 때문에 문제의 심각성이 대두되고 있는 것이다.

콜레스테롤은 동물계에서 널리 분포하고, 동물세포의 질반적인 성분이나, 특히 뇌 신경조직 및 부신장기 등에 많이 들어 있는 것으로서 스테린의 일종으로 가장 대표적인 물질의 하나이다. 콜레스테롤은 인체내에서 비타민이나 각종 호르몬을 합성하는 전구물질로서 사용되거나 세포막을 이루는 구성성분으로서 지방질이 많은 육류의 섭취 및 계란 등의 음식으로부터 섭취되어지기도 하나, 인체내에서 합성이 되기 때문에 필수 영양분이라 할 수는 없는 것이다. 지용성 물질로서 동물성 식품에 광범위하게 분포되어 있어 식생활에 따라서는 다량의 콜레스테롤을 섭취할 수 있게 된다. 이런 경우에는 간에서 체내 콜레스테롤 합성을 조절하여 일정한 혈중농도를 유지토록 한다. 그러나 과량의 콜레스테롤을 식품으로부터 계속 섭취하게 될 경우에는 대사조절능력의 한계를 넘게 되어 혈중 콜레스테롤치가 높아지게 되고 혈중의 콜레스테롤은 혈관벽에 침착되어 혈관벽을 두껍게 만들어 동맥경화 등을 일으키는 직접적인 원인이 되기도 하고 간에 축적되어 지방간의 원인이 되기도 하기 때문에 과다한 콜레스테롤의 섭취는 건강상 심각한 문제를 야기할 수 있게 되는 것이다. 종래 다소비성 식품으로서 각종 육류나 난류, 유류식품 중에 분포하는 콜레스테롤치를 낮추고자 많은 연구가 진행되었으나 현재까지 크게 실효를 거두지 못하고 있으며, 최근에는 혈중 콜레스테롤치를 낮추기 위한 간접적인 방법으로서 식품 중의 콜레스테롤치를 낮추는 대신 장에서의 흡수를 억제시키거나 콜레스테롤 대사조절물질로 알려진 다가불포화지방산을 식품중에 첨가하거나 그러한 다소비성 식품을 생산하는 축수산물 양식용의 사료에 첨가하여 사육하는 연구가 이루어지고 있다.

그러나 이와 같은 연구가 실효를 거두지 못하고 있는 것은 환경 요인에 의한 변화가 크고 효력이 미약하여 보다 많은 연구가 요구되고 있다. 종래의 동물사료는 고영양화, 항생제의 첨가 등으로 중체량을 높이기 위한 비정상적인 양적 생산에만 치중해 왔으며, 일부 계란이나 우유의 경우 특수한 사료의 배합과 급여로 특정 영양성분의 함량을 높이는 쪽으로만 이루어져 왔다.

최근에는 식품의 기능성 신소재로 알려진 키틴이나 키토산을 사료에 첨가하여 사육한 가축의 콜레스테롤치가 5% 정도 낮아졌다는 보고가 있으나 반면 중체량에 있어서는 반대로 체량감소가 일어나는 것으로 나타나고 있다.

[발명의 목적]

본 발명은 전술한 종래의 축산 및 수산양식 분야에 있어서 양적생산과 아울러 질적인 생산성을 높이기 위하여 문제시 되고 있는 생산원료 및 그 가공식품 중의 콜레스테롤치를 낮추고 사료의 급여효율을 높이며 중체량이나 육질 및 면역성을 향상시킬 수 있는 다기능적인 축, 수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 요약]

본 발명에 따른 축, 수산용의 키틴 및 키토산 올리고당 함유 사료 조성물은 상기 목적을 달성하기 의하여 식품의 기능성 신소재로 알려진 키틴질 로부터 얻어진 키틴, 키토산을 효소적 방법으로 분해시켜 그 물성이 수용성인 중합도가 2 내지 10개의 키틴, 키토산올리고당을 액상 혹은 분말상으로 제조하여 사료에 첨가하거나 식수에 첨가하여 섭취할 수 있도록 제조되는 것을 특징으로 한다.

[발명의 구체적 실시예에 대한 설명]

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명자는 키틴, 키토산올리고당을 양우, 양돈, 양계 및 양어 등의 축산 및 수산 양식 분야에 응용하여 체내 각 부위별 또는 그 부산물의 콜레스테롤치가 단기간의 급여로도 상당한 수치가 떨어진다는 것과 아울러 사료의 급여 효율이 높아지고 면역성 향상으로 인한 설사방지와 육질이 개선된다는 것을 발견하여 본 발명을 하게 되었다.

키틴질은 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 아세틸글루코사민이나 글루코사민을 구성성분으로 하는 물에 불용성인 다당류이며, 갑각류, 곤충류, 패류, 균류 등의 세포벽이나 외피골격을 구성하는 주성분이다. 생물계에 있어서 연간 1,000억톤 가량이 생산되는 섬유소 다음으로 지구상에 풍부한 자원으로 알려져 있다.

키틴질의 안전성은 그 분해물인 키틴, 키토신올리고당과 함께 이미 증명되었으며, 의학적인 항암활성이나 혈중 콜레스테롤치의 저하, 고혈압 억제, 혈당조절, 간지방치의 조절, 면역활성화효과 등을 지니고 특히 중합도가 높은 키토산올리고당은 응집력이 뛰어나고 항균성과 장내유용균의 생육활성효과도 지니고 있어 이미 여러 분야에 응용되고 있다.

키틴올리고당과 키토산올리고당 ( 이 두가지를 키토올리고당이라고도 명명된다)은 키틴이나 키토산을 효소적 방법으로 아세틸글루코사민이나 글루코사민의 중합도가 2 내지 10개 전후가 되도록 분해시켜 그 물성이 수용성이 되도록 한 것을 의미한다.

본 발명에 따른 축, 수산용의 키틴 및 키토산 올리고당 함유 사료 조성물은 키토 올리고당의 제조공정과 키토올리고당 함유체제의 조제공정에 의해서 수득되어지는 키틴이나 키토산올리고당을 사용하여 제조되어질 수 있는 것이다.

키토올리고당은 게, 새우 등의 껍질 등에 함유된 키틴질을 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 조원료의 분쇄, 탈염, 탈단백 및 탈색소 등의 공정에 의하여 키틴, 키토산으로 분리, 정제하고 제 3도에 도시되어 있는 바와 같이 분리, 정제된 키틴, 키토산을 방사선균 기원의 스트렙토마이세스 속(streptomyces SP.)에서 분리한 키틴분해효소나 키노산분해효소를 이용하여 적당히 분해시켜 제조한다.

상기에서의 조원료의 분쇄, 탈염, 탈단백 및 탈색소 등의 공정은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해되어질 수 있는 정도로 일반화된 공정들이다.

키틴이나 키토산은 증류수에 대해 불용성일 뿐 아니라, 산 및 알칼리 등에 대하여도 불용성이며, 석유에테르, 냉아세톤 및 냉알코올 등을 제외한 유기용매에 대하여 가용성이지만 그 분해생성물인 키토올리고당은 물에 대하여도 가용성, 즉 수용성이 된다.

본 발명에 따른 축, 수산용의 키틴 및 키토산 올리고당 함유 사료 조성물의 제조는 사료의 종류 및 특정가축의 건강상태 등에 따라 일정비율로 사료에 혼합하여 급여하거나 식수에 첨가하여 급여할 수 있도록 제조한다.

전술한 키토올리고당의 제조에 있어서, 키틴은 5내지 10중량% 농도의 현탁액의 형태로 만들어 방사선균 기원의 키틴분해효소나 키토산분해효소 등의 효소의 최적활성화 온도엔 37℃ 부근의 온도에서 효소첨가하여 효소에 의한 분해반응을 시키면서 키틴의 분해에 따라 키틴분해물이 수용화되어 반응액이 투명해지면 효소를 비활성화시키기 위하여 열처리를 하고 불용물을 여과한다. 상기에서 열처리는 통상 일반적인 미생물의 비활성화온도인 70℃이상의 온도로의 가열에 의하여 달성될 수 있다.

키토산을 1 내지 4 중량%정도의 산용액에 5 내지 10 중량%가 되도록 하여 키토산을 용해시키거나 현탁액 상태로 만들어 역시 방사선균 기원의 스트렙토마이세스 속(strepotmyces SP.)에서 분리한 키틴분해효소나 키토산분해효소 등의 효소의 최적활성화 온도인 37℃ 부근의 온도에서 효소첨가하여 효소에 의하여 분해시키고 열처리 및 여과하여 만든다.

상기에서 분해조건이 pH조절과 키토산을 용해시키기 위해서 사용되는 산은 초산, 젖산, 구연산, 사과산, 염산외에 올리고당의 기능성의 상승을 위해 필수적으로 아스코르빈산 등을 사용한 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되어질 수 있다.

[실시예]

1)키틴으로부터의 키틴올리고당의 제조

정제된 키틴 5 중량% 현탁액을 분쇄기로 미세하게 분쇄시키고 아스코르빈산으로 pH를 조절한 후 방사선균 기원의 스트렙토마이세스 속 (streptomyces SP.)에서 분리 정제된 효소를 이용하여 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 37℃에서 24시간 이상 분해시켜 수용화된 키틴 올리고당 용액을 얻고 불용물은 여과하여 제거한다.

2)키토산으로부터의 키토산올리고당의 제조

2-1) 초산 함유 키토산올리고당의 제조

정제된 키토산 5 중량% 현탁액에 초산 2.5 중량 %와 아스코르빈산 2.5 증량 %가 되도록 첨가시켜 교반 용해시키고, 방사선균 기원의 스트렙토마이세스속(streptomyces SP.)에서 분리 정제된 효소를 이용하여 37℃에서 10 내지 24 시간 정도 분해시켜 수용화된 키토산 올리고당을 얻고 불용물은 여과하여 제거한다.

2-2) 젖산 함유 키토산올리고당의 제조

정제된 키토산 10 중량 % 현탁액에 젖산 4.5 중량%와 아스코르빈산 5.5 중량%가 되도록 첨가하여 교반 용해시키고, 방사선균 기원의 스트렙토마이세스 속 (streptomyces SP.)에서 분리 정제된 효소를 이용하여 37℃에서 10 내지 24시간 정도 분해시켜 수용하된 키토산올리고당을 얻고 불용물은 여과하여 제거한다. 이렇게 하여 물용물이 모두 여과되어져 키틴 및 키토산 올리고당을 분리해낼 수 있다.

3)육계와 증체 및 콜레스테롤치 저하효과

실시예 1 및 실시예 2로부터 수득되어진 키토올리고당(키틴올리고당과 키토산올리고당)을 시판되고 있는 육계용 사료 100그램 당 키토올리고당을 0.1그램 첨가하여 혼합시켜 동일한 환경 조건에서 키토올리고당이 첨가된 것을 제외한 동일한 시판되고 있는 육계용 사료를 14일간 동량을 급여하고, 대조구와 비교해 본 결과 평균 증체량은 9.5% 이상 향상되었으며, 육계의 콜레스테롤치의 검사결과는 표 1과 같다.

4)산란계 계란의 콜레스테롤치 저하효과

실시예 1 및 실시예 2로부터 수득된 키토올리고당을 시판되고 있는 산란계용 사료에 사료 100그램 당 키토올리고당 0.1그램 첨가하여 혼합시켜 동일한 환경 조건에서 키토올리고당이 첨가된 것을 제외한 동일한 시판되고 있는 산란계용 사료를 18일간 동량을 급여하고, 대조구와 비교해 본 결과 난환 100그램 당 대조구와 경구 1427.6 밀리그램이 검출되었으며, 실험구의 경우 584.1밀리그램이 검출되었다. 이는 실험구가 대조구보다 59% 적은 콜레스테롤 함유하고 있다는 것을 보여주는 결과이다.

5)우유 중의 콜레스테럴치 저하효과

실시예 1 및 실시예 2로부터 수득되어진 키토올리고당을 현재 우유를 착유하고 있는 젖소를 대상으로 마리당 1일 평균 키토올리고당으로 10그램 정도 섭취할 수 있도록 식수에 용해시켜 30일간 급여하고 착유된 우유를 키토올리고당이 함유되지 않은 식수를 급여한 대조구의 젖소로부터 착유된 우유를 검사하였다. 대조구와의 비교검사 결과 단백질이나 지방함량에 있어서는 유의적 차이가 인정되지 않았으나 우유 100그램 당 대조구의 경우 콜레스테롤치가 12.5 밀리그램이 검출되었으나, 실험구의 경우에는 5.6 밀리그램이 검출되어 55%의 콜레스테롤치 저하효과가 나타났다

6)돼지의 중체 및 콜레스테롤치 저하효과

실시예 1 및 실시예 2로부터 수득되어진 키토올리고당을 생후 40일 된 돼지 암컷에 대해서 30일간은 마리당 1일 평균 키토올리고당으로 0.25그램씩 섭취할 수 있도록 식수에 용해시켜 급여하고, 31일째부터 30일간은 마리당 1일 평균 키토올리고당으로 0.5그램씩 섭취할 수 있도록 식수에 용해시켜 급여한 결과 증체량의 경우는 실험구가 대조구에 비하여 12%이상 더 향상된 것으로 나타났다. 비육부위별 콜레스테롤치 검사결과를 표 2에 나타내었다.

7)광어의 증체 및 콜레스테롤치 저하효과

실시예 1 및 실시예 2로부터 수득되어진 키토올리고당을 산란후 1개월 가량된 광어 치어기부터 키토올리고당으로 0.1% 되도록 혼합된 배합사료를 2일 간격으로 6개월 동안 급여하고, 그 결과를 검토하였다.

대조구의 경우는 동일한 조건에서 키토올리고당을 혼합한 것을 제외하고는 동일한 사료를 동량으로 급여하였다. 콜레스트롤치의 변화는 대조구의 경우가식부 100 그램 당 54.3 밀리그램으로 나타났으나 실험구에 있어서는 35.2 밀리그램으로 나타나 실험구가 대조구에 비하여 35%의 낮은 콜레스트롤치를 보였다. 증체량의 변화에 있어서는 광어가 체중 1킬로그램 이상으로 성장하는데 소요되는 기간으로 실험구의 경우 1달 이상 빨랐으며 성장할수록 대조구에 비하여 실험구의 상대적인 기간별 증체량이 높게 나타났다.

8)설사방지 효과

양계, 양우, 양돈시 사료급여의 변화 및 면역성 상실로 인해 설사병이 자주 발생한다. 그러나, 키틴, 키토산으로부터 수득한 키토올리고당을 사료와 같이 급여한 이후에는 거의 설사가 발생하지 않는 것으로 나타났다.

이상에서와 같이 본 발명은 키틴이나 키토산으로부터의 분해생성물인 키틴이나 키토올리고당을 사료와 함께 도는 식수 등에 혼합하여 급여하므로써 앙계, 양우 양돈 등에서 평균 30%이상으로 콜레스테롤치를 저하시킬 수 있는 효과가 제공된다.

또한 본 발명은 천연물로부터 손쉽게 수득되어질 수 있어 원료의 수득이 용이하고 소량의 키토올리고당의 첨가로도 높은 효과를 낼 수 있으며 단순히 기존의 사료 등에 첨가하여 사용할 수 있어 급여가 용이한 효과가 제공된다. 또한 본 발명은 키토올리고당의 급여로 사료의 전체 급여효율이 높아져 상대적으로 사료량을 줄일 수 있으면서도 증체량을 높일 수 있는 효과가 제공된다. 또한 본 발명은 키토올리고당의 사용으로 각종 질병에 대한 저항력 및 설사방지 등으로 항생제의 사용량을 줄일 수 있도록 하여 상대적으로 양질의 축수산물을 생산할 수 있는 효과가 제공된다. 본 발명은 이상과 같이 기재된 구체예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변경이나 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며 이러한 변경이나 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (2)

1. 키틴질로부터 얻어지는 키틴이나 키토산을 방사선균 기원의 스트렙토마이세스 속(streptomyces SP.)에서 분리한 키틴분해효소나 키토산 분해효소와; 초산, 젖산, 구연산, 사과산 염산등에 아스코르빈산을 필수적으로 혼합하여 되거나 아스코르빈산이 단독으로 된 산을 사용하여 효소적으로 분해하여 중합도가 2 내지 10개의 키틴, 키토산 올리고당을 수득하여 이를 사육하는 대상물의 체중 및 식습관 등에 따라 기존의 시판되는 사료에 0.01 내지 10중량%를 첨가, 혼합하여서 제조된 것을 특징으로 하는 축, 수산용의 키틴 및 키토산 올리고당 함유 사료 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수득된 키틴, 키토산 올리고당을 사육하는 대상물의 체중 및 식습관 등에 따라, 사육하는 대상물에 급여하는 식수에 5 내지 20 중량%를 첨가, 혼합하여서 제조된 것을 특징으로 하는 축, 수산용의 키틴 및 키토산올리고당 함유 사료 조성물.