KR100396022B1 - 가축용 생균제 및 가축용 생균제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축용 생균제 및 가축용 생균제의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 1차로 액상발효에 의하여 얻어진 복수의 미생물 배양체를 혼합하고, 상기 미생물 배양체를 발효스타터로 하여 게껍질 등을 함유한 코오지에 첨가하여 2차적으로 발효시킴으로써 각종의 발효대사산물과 효소를 생산하고 뿐만 아니라 면역기능성 물질인 키틴, 키토산 및 키토올리고당을 함유하는 가축용 생균제 및 동 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 젖산균, 바실러스균, 누룩곰팡이, 효모, 광합성미생물을 포함한 액상의 미생물 배양체를 혼합하여 1차 발효하는 단계와, 전기 1차 발효가 완료된 상기 혼합액상 미생물 배양체를 게껍질 또는 새우껍질을 함유한 코오지 배지에서 2차 발효하는 단계를 포함하여 구성함으로써 유용한 미생물의 수를 증가시켰을 뿐만 아니라, 게껍질 등을 사료첨가물로 100% 자원화하고 또한 발효공정 중 키틴, 키토산 및 키토올리고당이 생산됨으로써 가축용 생균제로서 매우 유용하다.

Description

가축용 생균제 및 가축용 생균제의 제조방법{Probiotic composite for Livestock and Method therefor}

본 발명은 가축용 생균제 및 가축용 생균제의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 1차로 액상발효에 의하여 얻어진 복수의 미생물 배양체를 혼합하고, 상기 미생물 배양체를 발효스타터로 하여 게껍질 등을 함유한 코오지에 첨가하여 2차적으로 발효시킴으로써 각종의 발효대사산물과 효소를 생산하고 뿐만 아니라 면역기능성 물질인 키틴, 키토산 및 키토올리고당을 함유하는 가축용 생균제 및 가축용 생균제의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 가축의 질병치료, 예방 및 성장효과를 위해 사용되어온 항생제의 오남용으로 인한 피해가 심각한 수위에 이르고 있는 실정이다. 예를 들어 질병징후에 따라 수의사의 진단결과에 따라 적정량 투여되어야 할 항생제가 배합사료나 양축농가의 무절제한 사용으로 항생제 내성이 생긴 돌연변이체 병원성 미생물이 생겨나 항생제의 약효가 듣지 않아 새로운 질병을 불러오게 되고, 항생제의 휴약기간이 지켜지지 않아 항생제 잔류 축산물을 국민이 소비하게 되어 항생제 내성율이 선진국에 비해 4배 이상 높은 원인 중에 하나가 축산물에서 비롯되었다는 의약보고도 나오고 있는 실정이다.

상기의 대안으로 현재 가축의 장내에 유익한 미생물을 섭취시켜 병원성 미생물을 억제하는 생균제(probiotic)가 국내 축산농가에 보급되고 있다. 이러한 생균제의 기존의 제조방법은 주로 액상으로 미생물을 발효시켜 이를 부형제에 혼합하여 단순히 건조시키는 형태의 제품이 일반적이다. 이러한 방식으로는 오랫동안 높은 생균수를 유지하는 것이 어렵고 단순히 미생물제를 부형제와 혼합하는 방법에 의존하므로 효소와 발효산물이 배양체에 그대로 존재하는 형태의 생균제를 제조하는 것은 불가능하게 된다.

일반적으로 생균제나 발효제로 이용되는 미생물은 유효미생물 숫자가 많을 것과 미생물 균주의 능력이 뛰어날 것이 요구된다. 특히 가축에 급여하는 생균제는 가축의 장에 살아서 도달하여야 하고, 장에 정착할 수 있는 능력이 있어야 제기능을 발휘하게 되고 또한 발효에 의해 생성되는 대사산물이 가축체내에서 기능성을 보유할 것이 요구된다. 이러한 제반요구조건을 수용하는 생균제는 현재까지 보고된 바가 없다.

본 발명자는 상기와 같은 종래 생균제가 지니는 한계에 대한 대안을 연구하여 오던 중, 미생물의 수를 증가시키며, 미생물에 의한 발효산물을 그대로 이용할 수 있으면서 또한 키틴, 키토산 등의 기능성 물질을 함유한 가축용 생균제를 제공하고자 하며, 상기 과제를 위하여 본 발명에서는 1차 액상발효를 통해 발효스타터를 얻고, 이를 이용해 2차적으로 코오지를 발효시키는 2단 발효 방법을 도입하고자 한다.

따라서 본 발명의 목적은 액상발효와 코오지 발효를 통한 축산용 생균제의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 또다른 목적은 액상발효와 코오지발효에 의하여 얻어진 발효산물을 유효성분으로 하는 생균제를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 발효공정에 의한 축산용 생균제의 제조방법을 개시하며 하기 단계를 포함하여 구성된다.

(1) 젖산균, 바실러스균, 누룩곰팡이, 효모, 광합성미생물을 포함한 액상의 미생물 배양체를 발효하는 1차 발효하는 단계와,

(2) 전기 1차 발효가 완료된 상기의 혼합 액상 미생물 배양체군을 게껍질 또는 새우껍질을 함유한 코오지 배지에서 2차 발효하는 단계로 구성된다.

상기의 젖산균, 바실러스, 누룩곰팡이, 효모, 광합성 미생물 등은 각종의 분해효소, 아미노산, 비타민, 핵산 및 항균물질 등을 생산함으로써 가축장내 미생물균총의 안정, 사료효율의 증가, 내병성 증대에 기여하게 된다.

특히 상기에서 젖산균은 공기 유무에 관계없이 잘 자라며, 젖산을 생산하여 산도를 저하시키고, 과산화수소 및 천연항생물질을 생산하여 병원성 미생물의 증식을 억제하는 것으로 예를 들면 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 퍼멘텀 등의 젖산균종이 이러한 능력을 갖는다.

또한 바실러스균은 가축분변의 암모니아, 황화수소 가스등의 악취제거 효과가 있다. 예를 들면 바실러스 서틸리스, 바실러스 리케니포미스, 바실러스 아밀로리키파시엔 등이 이에 포함된다. 누룩곰팡이는 사료의 난분해성 물질인 셀룰로스 등의 분해효과가 뛰어나며, 정장효과가 있어 가축의 장을 튼튼하게 하여 질병을 막아주는 것으로 아스퍼질라스 오라이제, 아스퍼질라스 나이저 등이 이에 포함된다.

효모는 가축의 소화관에서 쉽게 소화될 수 있는 형태로 존재하며, 알코올, 글루타민산 등의 천연 향미물질을 생산하여 사료의 기호성을 증진시키기 위한 것으로 사카로미세스 세레비시애가 대표적인 예이며, 광합성 미생물은 로도스피럼 루브럼,로도박타 스퍼로이데스, 로도박타 캡슐라타스 등으로서 가축의 악취제거 특히, 유화수소와 암모니아의 제거에 효과적이다.

상기 단계 (1)의 액상의 미생물 배양체는 배양체를 구성하는 미생물의 개별 배양액의 혼합을 통해 얻어지도록 하는 것이 바람직하다. 이는 개별 미생물의 생장조건이 서로 상이하기 때문이며 각각의 미생물 균주의 생장에 적합한 배지와 생장조건을 고려하여 배양할 것이 요구된다. 이러한 개별 미생물의 배양에 관한 조건은 공지의 방법을 통해 달성하는 것이 바람직하며, 산업용배지의 조성에 대한 연구가 필요하다.

상기 개별 미생물의 배양에 사용하는 발효기로서는 호기성 및 혐기성 균주의배양이 가능한 시스템으로, 2중 자켓으로 구성되어 멸균과 배양온도가 유지되어야 하며, pH와 DO(용존산소량)측정이 가능한 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한 상기 시스템에는 공기내 이물질과 미생물을 여과할 수 있는 수단으로 에어스파저 (air-sparger)를 구비한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 발효기의 구성 및 기능은 공지의 것으로서 본 발명을 구성하는 것이 아니므로 이하 자세한 설명은 피하기로 한다.

상기 개별 미생물 배양체는 각 미생물의 조건에 따른 배양이 완료된 후 적정한 혼합비로 혼합을 하여 냉각탱크로 이송하여 보관하는 것이 바람직하다. 상기 개별미생물 배양액의 혼합비는 최종제품의 요구특성에 따라 가변적인 것으로 특별한 수준으로의 제한은 요구되지 아니하며 상기 열거된 미생물 이외의 미생물을 변경하여 사용하는 정도의 개변은 본 발명의 권리범위에 속한다고 봄은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

상기 단계 (1)에 의해 1차 배양이 완료된 혼합액상 미생물 배양체는 후술하는 2차 배양시 발효스타터로서 기능한다. 발효스타터로서의 구체적인 요구특성은 개별미생물의 함량에 의해 조정하는 것이 가능함은 앞서 언급한 바와 같다.

단계 (2)는 상기 단계 (1)에서 얻은 발효스타터를 코오지 배지에 적용하여 가축용 생균제를 제조하는 단계로서 2차 발효단계를 포함한다.

상기 코오지 배지에는 공지의 성분으로 탈지강, 두유박, 당밀, 엿박, 콩눈, 분유부산물 및 상기 단계 (1)의 발효스타터를 포함하며 특히 키틴, 키토산 생산을 위한 공급원으로 게 또는 새우껍질이 분말의 형태로 혼합되어진다. 상기 발효스타터 및 키틴 또는 키토산의 공급원을 제외한 나머지 코오지 배지성분은 당업자에게는 가감변경이 가능한 부분으로 특별한 한정이 요구되지 아니한다. 상기 단계 (1)에 의한 발효스타터는 단계 (2)의 코오지 배지내에 함유된 게 또는 새우껍질에 작용하여 키틴, 키토산 또는 키토올리고당을 생산하게 된다.

상기 게 또는 새우껍질은 코오지 배지내 첨가량에 특별한 제한을 요구하는 것은 아니지만 코오지 배지 대비 5∼80중량% 첨가하는 것이 타 성분과의 밸런스나 키틴, 키토산 생성능과 관련하여 볼 때 바람직하다.

2차 발효는 단계 (2)에서 코오지 배지에 단계 (1)의 발효스타터를 첨가한 후 약 1주일 정도 수행되며 발효 후 건조하여 가축용 생균제로서 공급되어진다. 이때 건조시 수분은 16% 이하가 되도록 하는 것이 생균제로서의 기능 및 보존성 면에서 바람직하다.

또한 본 발명은 탈지강, 두유박, 당밀, 엿박, 콩눈 분유부산물 및 발효미생물을 포함하는 코오지 배지를 발효하여 얻어지는 가축용 생균제에 있어서, 젖산균, 바실러스균, 누룩곰팡이, 효모, 광합성미생물을 포함한 액상의 미생물 배양체를 혼합하여 얻은 1차 발효액을 게 또는 새우껍질을 함유한 코오지 배지에 접종하여 2차 발효시켜 얻은 발효산물을 유효성분으로 포함하는 가축용 생균제를 포함한다.

상기에서 가축용 생균제의 구성은 앞에서 이미 설명한 바와 동일하며 이들 생균제의 제형은 분말로 사료에 첨가되어 공급하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 내용을 실시 예를 통해 구체적으로 기술하고자 하나 이들 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 데 불과하며, 본 발명의 권리범위를 제한하는것으로 되지는 아니한다.

<실시예 1> 미생물의 1차 발효

1차 발효는 액상발효로서 발효기(fetmentor)는 한국발효기회사 제품을 사용하였으며, 개별 미생물의 생장조건은 다음과 같은 조건하에 행하였다(다만 하기 미생물들은 미국종균협회(ATCC)의 것을 구입하여 사용하였다).

(a) 젖산균은 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 퍼멘텀으로 하고 MRS 배지를 사용하여 37℃하에서 혐기적 조건으로 12시간 배양하였다.

(b) 바실러스균은 바실러스 서틸리스, 바실러스 리케니포미스, 바실러스 아밀로리키파시엔로 하고 뉴트리언트 배지에 32℃에서 호기적 조건으로 48시간 배양하였다. 이때 공기 흐름은 500㎤/분으로 설정하였다.

(c) 누룩곰팡이는 아스퍼질러스 오라이제, 아스퍼질러스 나이저로 하고 포테이토 덱스트로스 배지를 사용하여 32℃하에서 호기적 조건에서 96시간 배양하였으며, 이때 공기 흐름은 500㎤/분으로 설정하였다.

(d) 효모는 사카로미세스 세레비시애로 하고 덱스트로스 배지를 사용하여 32℃하에 호기적 조건으로 48시간 배양하였다.

(e) 광합성 미생물은 로도스피럼 루브럼,로도박타 스퍼로이데스, 로도박타 캡슐라타스로 하고 TSI 배지를 사용하여 28℃하에 광(빛)을 조사하면서 혐기적 조건에서 60시간 배양하였다.

상기와 같은 조건 하에 배양된 1차 액상 발효액내의 미생물 수 분석결과는 다음 표 1과 같다.

<표 1> 1차 발효후 미생물 수 분석결과

미생물 종류	미생물 수
젖산균	5.0×109cfu/㎖
바실러스	1.5×109cfu/㎖
누룩곰팡이	5.3×109cfu/㎖
효모	4.1×109cfu/㎖
광합성 미생물	3.5×109cfu/㎖

2차 발효에 사용할 발효스타터를 위하여 상기 배양된 액상의 미생물 배양체를 동일한 량으로 혼합한 다음 동 배양액을 냉각탱크에 이송하여 보관하였다.

<실시예 2> 미생물의 2차 발효 및 건조

상기 실시예 1에서 1차 발효가 완료된 혼합액상 미생물 배양체를 고체 발효기기(대경기계)에서 하기 표 2 조성의 코오지 배지에 코오지 대비 20중량% 첨가한 후 1주일간 발효시켰다.

<표 2> 2차 코오지 배지의 조성

항목	함량(중량%)
탈지강	10
두유박	15
당밀	10
게껍질	20
엿박	15
콩눈	10
분유부산물	5
발효스타터	15

상기 발효기간 동안 2일 간격으로 약 30분간 30rpm으로 회전시켜 골고루 공기가 스며들도록 하였으며, 1주일 후 고체 발효기를 이용하여 건조작업을 수행하였다. 건조시 온도는 50℃를 넘지 않도록 하였으며, 임펠러(Impeller)를 계속 가동하여 표면적을 최대로 증가시켜 주고 진공시스템을 가동시켜 수분제거를 빠르게 행하였다. 이때 건조시 코오지의 수분함량은 15%이하가 되도록 하였다.

상기와 같이 코오지 배지를 통한 2차 발효를 완료한 후의 미생물 수의 분석결과를 표 3에 나타내었다.

<표 3> 2차 코오지 발효 후 미생물 수 분석결과

	혼합후 배양전	1주일 배양후	건조 후(완제품)
젖산균	5.0×107cfu/g	8.5×108cfu/g	1.0×108cfu/g
바실러스	8.0×107cfu/g	2.5×109cfu/g	1.0×109cfu/g
누룩곰팡이	1.0×107cfu/g	7.0×107cfu/g	5.0×107cfu/g
효모	5.0×106cfu/g	1.0×108cfu/g	5.0×107cfu/g
광합성 미생물	6.0×106cfu/g	8.5×107cfu/g	5.0×107cfu/g

상기 표 3에서 알 수 있듯이 2차 발효를 거친 생균제는 제품단계에서도 유효미생물의 수가 일정한 수치로 유지되고 있어 본 발명은 가축용 생균제로서 매우 유용함을 확인할 수 있다.

<실험예> 생균제의 성분분석시험

상기 실시예에 따른 생균제를 대상으로 국가공인 시험 및 검사기관인 (주)과학기술분석센타에 성분분석을 의뢰(2000.6.26, 접수번호 SLC-1870호)하여 그 결과 얻어진 성분결과는 하기 표 4와 같다.

<표 4> 생균제의 성분 분석결과

분석항목	함량
수분	13.56%
조단백질	34.25%
조지방	9.09%
조섬유	8.99%
조회분	9.53%
키틴	8.14%
키토산	2.18%
키토올리고당	0.22%

상기 결과에서 알 수 있듯이 본원발명에 의한 가축용 생균제는 키틴, 키토산 및 키토올리고당이 함유되어 있어 사료첨가제로서 매우 유용함을 확인할 수 있다.

본 발명은 액상발효와 코오지 발효공정을 이용한 가축용 생균제 제조방법에 관한 것으로서 본 발명에 의하면 1, 2차 발효를 통해 유용한 미생물의 수를 증가시켰을 뿐만 아니라, 게껍질 등을 사료첨가물로 100% 자원화하고 또한 발효공정 중 키틴, 키토산 및 키토올리고당이 생산됨으로써 가축용 생균제로서 매우 유용하다.

Claims (9)

1. 발효공정에 의한 축산용 생균제의 제조방법에 있어서,

   젖산균, 바실러스균, 누룩곰팡이, 효모, 광합성미생물을 포함한 액상의 미생물 배양체를 혼합하여 1차 발효하는 단계와,

   전기 1차 발효가 완료된 상기 혼합액상 미생물 배양체를 게 또는 새우껍질을 함유한 코오지 배지에서 2차 발효하고 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 젖산균은 락토바실러스 액시도필러스, 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 퍼멘텀에서 선택된 적어도 1종을 포함함을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 바실러스균은 바실러스 서틸리스, 바실러스 리케니포미스, 바실러스 아밀로리키파시엔에서 선택된 적어도 1종을 포함함을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 누룩곰팡이는 아스퍼질라스 오라이제, 아스퍼질라스 나이저에서 선택된 적어도 1종을 포함함을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지애인 것을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 광합성 미생물은 로도스피럼 루브럼,로도박타 스퍼로이데스, 로도박타 캡슐라타스에서 선택된 적어도 1종을 포함함을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 게 또는 새우껍질은 코오지 배지 대비 5∼80중량% 첨가됨을 특징으로 하는 가축용 생균제의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서, 2차 발효 후 건조시 수분함량은 16% 이하로 유지함을 특징으로 하는 가축용생균제의 제조방법.
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