KR100286761B1 - 면역단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료 및 이 사료에 의해사양함과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스균주의 백신을 접종시켜 특이면역 단백질을 다량 함유하는 계란을 생산하는 방법 - Google Patents

Abstract

목적 : 면역 단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료, 및 이를 이용한 특이 IgY 면역단백질을 다량 함유하는 계란의 생산방법을 제공함을 목적으로 한다.

구성 : 사료에 계피, 또는 박하를 첨가하거나 혼합하여서 된 사료, 및 이를 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주를 백신 접종시켜서 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법이다.

Description

[발명의 명칭]

면역단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료 및 이 사료에 의해 사양함과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주의 백신을 접종시켜 특이면역 단백질을 다량 함유하는 계란을 생산하는 방법

[발명의 상세한 설명]

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 면역 단백질 함량을 제고시키는 산란계란용 사료 및 이 사료에 의해 사양함과 함께 스트립트코커스 뮤탄스 균주의 백신을 접종시켜 특이면역 단백질을 다량 함유하는 계란의 생산방법에 관한 것이다.

지금것 특수란에 대한 발명은 여러가지로 이루워져 왔다. 산란계 사료에 지방산 조성을 달리한 지방급원을 먹임으로써 특수란을 제조하기도 하는 등 사료조성을 달리하여 계란에서의 조성을 달리하는 여러 가지 방법이 있으나 주로 지방과 비타민 혹은 다름 첨가제 등을 통하여 영양적 가치나 기호도를 증진시키고자 하였다.

항원특이면역글로불린 G(Antigen-specific immunoglobulin G : IgG) 는 여러분야에서 폭 넓게 이용되고 있다. 특히, IgG는 면역이 아직 생성되지 않은 개인이나 동물에게 투여함으로써 수동 면역치료(passive immunization therapy)에 이용되고 있다. 이 수동 면역의 효율성은 유아에서의 로타바이러스에 의한 설사증, 여행자들의 설사 예방등과 같은 질환에 IgG가 경구 투여됨으로써 그 효과가 입증되고 있으나 아직은 IgG의 실제적인 적용에 있어서 대량 생산기술등의 확보가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 간편하고도 대규모적인 IgG의 공급이 가능해 진다면 약제뿐 만 아니라 화장품, 식품첨가물 분야에서 그 이용성이 무한해질 수 있다.

지금까지 IgG는 토끼, 소, 염소 등과 같은 포유류의 혈청이나 초유로부터 분리되어져 왔으며 그 중 토끼를 주로 사용하였다. 조류에서 얻어지는 항체는 포유류의 항체보다 더 많은 이점이 있음에도 불구하고 아직은 관습상 포유류에 의한 항체를 주로 이용하고 있다. 작은 포유류에서 혈액을 채취한다는 것은 불편한 작업이며 생산량도 한정적이어서 혈액 이외의 다른 항체 공급원이 없을까 하는 것이 면역계의 관심사이다. 조류중 쉽게 접할 수 있고 항체 생성이 고도로 발달된 종으로는 닭을 들 수 있다. 닭의 혈액으로 부터도 IgG를 추출할 수 있으나 또 한가지 중요한 급원으로 계란을 들 수 있다.

면역의 기본적인 원리로서 모체에 면역을 가지고 있게 되면 그 액성 면역의 본체인 항체는 젖이나 란의 형태로 어린 새끼에게 전달되어 진다. 즉, 산란계를 면역시키면 그 산란계가 낳은 계란에도 항체가 이행되어 병아리에게 면역성을 부여하게 된다. 이 항체의 양은 산란계의 혈액 중에 있는 IgG 의 양보다는 적지만 산란계의 계속적인 계란 생산을 고려할 때 매우 경제적이라 하겠다. 보통 계란 1개에는 100~200mg의 IgG가 함유되어 있다.

계란에서 닭의 IgG는 주로 난황에서 발견되며 난백에서는 그 농도가 매우 낮다. 난황 중의 닭의 IgG를 혈청유래의 IgG와 구분하기 위하여 난황면역 글로불린(Yolk immunoglobulins : IgY)라고 부른다. 이 IgY를 난황에서 추출하여 건조시킴으로써 기능성 식품 소재로의 이용이 가능하다.

IgY의 항체는 산란계나 다른 포유류 동물의 혈액 중에 있는 양보다는 적지만 계란은 계속적으로 생산이 되기 때문에 항체 생산면에서 매우 경제적이다. 일반적으로 혈액에서 항체를 얻기 위해서는 동물을 면역시킨 후 혈액 중 항체 농도가 최대에 이르렀을 때 동물을 희생시켜야 한다. 계란 한 개에는 100mg이상의 IgY가 함유 되어 있다. 산란계 한 마리가 1주일에 생산하는 계란은 5-6개이고 난황 1개의 부피가 약 15㎖정도가 되므로 산란계 1마리가 일주일 동안 생산한 IgY의 양은 산란계 혈청90-100ml 혹은 전혈 180-200ml에 해당한다. 토끼 한 마리는 매주 약20ml의 전혈만을 계속적으로 방혈할 수 있으므로 계란에서의 항체 생산량을 1주일간으로 비교할 때 토끼로 부터는 매우 한정된 양만이 생산될 수 있음을 보여준다. 물론 크기가 큰 포유류, 즉 소나 말과 같은 동물에서는 더 많은 양의 혈액을 구할 수 있으나 혈액 채취 과정 등이 매우 시간 소모적이고 고통스러운 일이다. 이런 힘든 작업 없이도 면역된 산란계 한 마리당 적어도 1년에 30g의 항체를 얻어낼 수 있는데 이 양은 면역된 토끼에 비해 최소한 120배 정도의 효과가 있는 것이다.

산란계에 항-로타바이러스(anti-human rotavirus:HRV)를 면역시켰을 때 산란율에 전혀 지장을 주지 않았음을 관찰하였고, 1년내내 난황에 높은 면역 역가가 있었다.

난황의 항체는 저장 안정성이 높아 10년간 4℃에서 저장하여도 항체 역가에 유의적인 손실이 없었다고 알려져 있다. 또한 닭과 같은 작은 동물의 백신접종은 비교적 쉽고 반복적으로 수행될 수 있어 편리할 뿐만 아니라 사양과 관리비용이 포유류보다 훨씬 저렴하다. 최근 단클론항체(monocional antibody:M_Ab)는 생산기술이 확립되어 있어 그 생산이 가능하지만 혈액이나 초유로부터 분리된 면역 물질의 생산비용($180/kg)에 비해 그 생산비용이 월등히 비싸기($4,000/kg) 때문에 특수한 질병의 치료법 외에는 그 사용이 매우 제한적이다.

많은 연구들이 산란계로 부터의 항체 생산을 가장 효율적인 방법으로 생각하고 있다. 산란계에 특정 항원을 면역시켜 특이 항체를 얻어내는 예로서 항충치균항체, 항설사균항체, 항뱀장어 피부병 항체등이 있고, 이외에도 다양한 분야가 시도될 수 있다. 산란계에 특정 항원을 면역시킨후 그로부터 얻어지는 특이 항체를 보다 많이 얻어내고자 함은 누구나의 관심사이나 지금껏 행하여진 결과를 검토하여 보면 계란으로 부터의 항체의 수율을 놓이는 분리방법에 관한 것만이 시도되어 있을뿐, 계란 전체에서의 항체량을 높이려는 노력은 되어있지 않다. 일반적인 난황중의 항체의 양은 그 어미닭에 감염이 없는 경우 일정한 정도로 유지되어 있다. 계란에서의 항체량이 전반적으로 높아지게 되면 우리가 원하는 특정한 항체를 얻고자할 때, 특이 항체의 양도 상대적으로 높아지게 된다. 즉 산란계에 특정한 항원을 면역시켰을 때 항체량이 높은 특수란의 경우에는 그 특이 항체의 양이 비율적으로 높아질 수 있다. 그러므로 이 발명은 특수한 사료를 도입함으로써 계란에서의 항체가를 높게 갖는 특수란의 생산방법에 그 요지가 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 면역 단백질함량을 제고시키는 산란계용 사료 및 이를 이용한 특이 IgY 면역 단백질을 다량 함유하는 계란의 생산방법을 제공함을 목적으로 한다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명의 위와 같은 과제를 해결하기 위해서, 사료에 계피, 또는 박하를 첨가하거나 또는 혼합하여 사료를 얻고 이 사료에 의해 사양함과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주의 백신을 접종시켜서 면역 단백질을 다량 함유하는 계란을 생산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

일반 사료에 계피 또는 박하를 각각 첨가하거나 또는 혼합하여 산란계에게 섭취시킨다. 산란계의 사육방법은 일반 방법과 동일하게 하여주고 채란과정도 일반 방법과 동일하다. 이렇게 사육시킨 산란계로부터 얻은 특수란의 난황에서 IgY양을 비교하여 표1과 도1에 표시하였다.

본 발명의 사료를 이용하여 산란계에 먹인 결과 계란에서의 IgY의 총량이 높아졌다. 또한 특이 항체를 얻기 위해 충치균등의 면역처리를 하면서 본 발명 사료를 섭취를 복합적으로 실시 하였을 경우 이때에 생산되는 계란에서는 난황중의 총 IgY 함량뿐만 아니라 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY의 함량도 높아진다.

실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 이 실시예는 본원 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 발명의 사료 및 이를 이용한 산란계 사양시험

총 IgY의 함량이 높은 계란을 생산하기 위하여 산란계에 표2와 같이 5가지 첨가 사료로 사양시험을 하였다. 사양시험은 경기도 용인군 원삼면 덕이농장에서 수행하였으며 사양시험의 산란계는 하이라인브라운(Hy-Line

Brown)계통으로 처리구당 30수 모두 180수를 공시하였다.

표2의 사료를 산란계에 섭취시킨 후 총 실험기간 동안 난황에서 추출된 총 IgY함량은 표3과 같다. 계란을 3~4일 간격으로 수거하여 전처리를 통하여 수용성 단백질 분획(water-soluble protein fraction)을 얻은후 anti(chick IgG)rabbit IgG에 결합되는 양을 비경합적 샌드위치 ELISA방법에 따라 측정하였다.

위의 결과에서 다시마 분말2wt%나 셀레니움(0.5ppm)+비타민E(NRC기준 300%)첨가한 사료구에서는 기간에 따른 IgY양의 변동 폭이 매우 커서 일부 기간에서는 효과적인 것처럼 보여졌으나 전기간을 비교하였을때는 그 효과가 뚜렷하지 않았다. 마늘을 첨가한 사료는 오히려 대조구보다 IgY의 양이 줄어드는 것을 볼 수 있었다.

[실시예 2]

총 IgY 함량 제고시험

총 IgY 함량을 제고하기 위해 생강 2wt%, 계피 0.3wt%, 박하 2wt%를 사료에 첨가한 후 이를 산란계에 섭취시킨 후 총 IgY함량을 측정한 결과 표4와 같다. 계피 0.3wt%, 박하 2wt%는 대조구보다 높은 총IgY양을 나타내어 기존의 처리구와 더불어 총 IgY양을 높일 수 있는 면역 단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료로서 이용될수 있음을 알았다.

[실시예 3]

본 발명의 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 백신접종 면역처리의 복합시험이 실험에서는 보다 항충치균에 대항하는 더 많은 안티스트랩토코커스 특이 IgY함량을 얻기 위하여 본 발명의 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 접종 면역처리를 복합적으로 하여 농장규모의 시험을 수행했다. 난황항체 강화를 위해 본 발명의 사료를 산란계에 섭취시킨 결과 계피 0.3wt%, 박하 2wt% 첨가구에서 IgY함량이 증가 되었음을 알 수 있다. 사양시험에 쓰인 산란계는 40주령의 하이라인 부라운(Hi-Line

Brown)계통으로 표5와 같이 시험설계 처리로 수행하였다.

문헌조사에 의해 충치유발균으로 공지된 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)는 유전공학연구소내 유전자 은행에서 동결 건조된 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans clarke : KCTC No.3300)를 구입하여 보관하여 사용하였다. 배양은 균주를 브레인허트 인퓨전브로쓰(Brain-Heart Infusion:BHIbroth)에서 수크로스(sucrose)5wt%를 첨가하여 37℃에서 24시간 혐기 배양하여 증균시켰다. 증균된 균주를 원심분리 및 균질화하여 예비산란계 면역 처리시험을 행하였다. 면역처리는 2주 간격으로 5회 접종후 매월1회씩 행하였다. 주입량은 균수가 10⁸/㎖정도가 되도록 하여 1㎖를 주사하였다. 총 IgY의 함량을 기간에 따라 분석하여, 표6에 총 실험기간 동안의 평균치를 나타낸 것이다. 백신접종을 하지 않은 처리구에서 계피 0.3wt%, 박하 2wt% 첨가구 모두가 총 IgY양이 대조구보다 높게 나타났다. 계피 0.3wt% 첨가구, 박하 2wt% 첨가구도 대조구에 비해 약7wt% 이상씩 증가된 결과였다.

"-"는 백신 접종한 것을, "+"는 백신접종하지 않은 것을 각각 나타낸다.

백신접종을 한 후에서는 모든 처리구에서 면역처리를 하기 전보다 총 IgY의 양이 증가하였다. 면역처리를 한 처리구에서 각각 비교하여 보면 대조구에 비해서 다른 처리구에서 모든 총IgY함량이 높았다.

표6에서 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY함량이 거의 없는 것으로 나타났고 백신처리를 한 후 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY 함량이 급격히 증가했다. 대조구에 비해 계피첨가구, 박하첨가구등은 총 IgY 함량이 증가하였던것과 비슷한 양상으로 특이 항체의 함량도 증가하였다.

[실시예 4]

본 발명의 첨가사료의 첨가율을 높여 산란계에 섭취시킴과 함께 백신 접종 면역처리의 복합시험

이 실험에서는 실시예 3에서의 효과를 토대로 첨가 사료율을 높였을 때 총 IgY 함량의 변화와 백신접종 여부에 따른 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY 함량의 변화를 조사하고자 실시하였다.

표7에서와 같이 계피0.5wt%, 박하4wt% 각각 높였을 때 총 IgY 함량 증가량 및 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY 함량은 실시예 3의 결과와 유사하였으며, 총 IgY 함량의 변화는 백신접종 여부에 관계없었으나 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 IgY 함량은 백신접종에 의해서 크게 증가하였음을 보여주고 있다.

[발명의 효과]

본 발명의 사료에 의해 사양된 산란계가 낳은 계란은 면역단백질의 생산효율이 높아져 계란으로 부터의 면역단백질의 다량생산이 가능하고 안티스트랩토코커스 뮤탄스 특이 단백질을 대량 생산할 수 있고 또한 종래에는 산란계에다 면역처리를 하면 산란율이 50%이하로 떨어져서 2개월정도 계속된다. 그러나 본원의 사료에 첨가했을때는 산란율 저하현상이 방지되는 효과가 있어서 경제성이 탁월한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 사료에 계피, 또는 박하를 첨가하여서 됨을 특징으로 하는 면역 단백질을 제고시키는 산란계용 사료.
2. 제1항에 있어서 계피를 0.3~0.5wt%를 사료에 첨가함을 특징으로 하는 면역 단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료.
3. 제1항에 있어서 박하를 2~4wt%를 사료에 첨가함을 특징으로 하는 면역 단백질 함량을 제고시키는 산란계용 사료.
4. 사료에 계피, 또는 박하를 첨가한 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)균주를 산란계에 백신 접종하여서 됨을 특징으로 하는 면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법.
5. 제4항에 있어서, 0.1~2wt%를 사료에 첨가한 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주를 백신 접종시켜서 특이면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법.
6. 제4항에 있어서, 박하를 0.5~4wt%를 사료에 첨가한 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주를 백신 접종시켜서 특이 면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법.
7. 사료에 계피와 박하 혼합 첨가한 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)균주를 산란계에 백신 접종하여서 됨을 특징으로 하는 특이면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법.
8. 제7항에 있어서 계피 0.1wt%. 박하 0.5wt%를 혼합 첨가한 사료를 산란계에 섭취시킴과 함께 스트랩토코커스 뮤탄스 균주를 백신 접종시켜서 특이면역 단백질 함량을 제고시키는 계란의 생산방법.

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