KR100454228B1 - 양식어류용 사료첨가제 - Google Patents

양식어류용 사료첨가제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양식어류용 사료첨가제에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 고분자 키토산 또는 그의 염을 유효성분으로 함유하고 있어 어류의 양식중 발생하는 여러가지 어병의 예방과 치료를 유도함과 동시에 어류의 성장촉진과 면역증강 기능을 갖는 양식어류용 사료첨가제에 관한 것이다.
본 발명은 고분자 키토산 또는 그의 염 0.01∼3중량%, 광합성세균 5∼15중량%, 활성탄 10∼20중량%, 일라이트 10∼20중량%, 곡류껍질 40∼60중량%를 함유하는 양식어류용 사료첨가제를 제공한다.

Description

양식어류용 사료첨가제{A feed additive for cultured fish}
본 발명은 양식어류용 사료첨가제에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 고분자 키토산 또는 그의 염을 유효성분으로 함유하고 있어 어류의 양식중 발생하는 여러가지 어병의 예방과 치료를 유도함과 동시에 어류의 성장촉진과 면역증강 기능을 갖는 양식어류용 사료첨가제에 관한 것이다.
양식어류에 발생하는 어병은 버나바이러스병(Birna virus), 랍도바이러스병(Rhabdo virus), 림포시스티스병(Lymphocystis virus), 표피상피증생증(Herpes virus), 비브리오병(Vibrio sp.), 연쇄구균증(Streptococcus sp.), 에드워드병(Edwardsiella sp.), 활주세균증(Flexibacter sp.), 장관백탁증(Vibriosp.), 스쿠티카(Scutica sp.) 등과 같이 다양한 종류가 있다.
일반적으로 어병은 병원체 등의 전염원이 많이 존재하고 있어 감염의 기회가 큰 경우, 양식어가 병원체에 대하여 면역력이 낮아지는 경우, 과밀양식에 의한 스트레스나 변질사료 섭취에 따른 소화기관 장애 및 외부상처 같은 양식조건의 악화 등이 주요 원인이 되고 있다.
현재 국내 양식산업은 급속한 양적 팽창으로 인한 양식장의 무분별한 난립과 포르말린, 과산화수소수와 같은 각종 살균소독제의 과다한 사용으로 인한 수질오염의 악화에 기인한 환경적인 요인과 넙치, 돔류, 뱀장어류 등과 같은 외국으로부터의 새로운 어종의 도입에 따른 병균의 유입 및 출현(예, 스쿠티카증), 각종 항생제의 남용에 따른 내성균의 출현 등과 같은 생물학적인 요인 등에 의하여 고수온기뿐만 아니라, 연중 돌발적인 폐사가 발생하여 많은 양식장이 도산에 직면하게 되는 심각한 피해가 속출하고 있다.
이중 국내 양식산업의 주종을 이루고 있는 넙치양식은 치어(1∼20cm) 단계에서 초기 먹이생물의 세균성 질병에 의한 오염으로 20일 령에서 발생하는 장관백탁증과 체내외에 기생하는 스쿠티카 등은 대량 폐사를 유발하는 중요한 질병으로 알려져 있다.
계절별로 발생하는 어류의 질병중 넙치(Paralichthys Olivaceus)에 관하여 살펴보면, 2월에는 주로 바이러스성 질병인 림포시스티스병이 발생하여 어체 표면이나 입안에 혹이 생겨 외관상 좋지 못하고 입안에 생긴 혹 때문에 넙치가 사료를 섭취하지 못하게 되는데, 이 질병은 연안오염 등으로 매년 증가 추세에 있으며, 넙치가 서로 포개는 습성 때문에 빠르게 확산된다.
4월경 넙치 종묘는 성장속도가 매우 빠르기 때문에 적정밀도로 수용을 해도 1개월 이내에 다시 밀식상태로 변하므로 자주 밀도를 점검하여 분산시켜 주어야 한다. 그리고, 6월부터는 수온이 20℃ 내외로 상승하여 해면어류에 있어서는 성장이 빠르고 중요한 시기인데, 이 시기 치어의 크기는 15∼20cm 정도로 어린 시기이므로 각종질병에 걸리기 쉬우며, 양식어장 환경이 악화된 곳이나 밀식시설 조류가 빠른 곳에서는 궤양병밀 활주세균증의 발병확률이 높다.
또한, 6월에 가장 많이 발생하는 질병은 에드워드증과 연쇄구균증으로 에드워드증의 경우 5∼7월에, 연쇄구균증의 경우 7∼9월에 발병율이 높은데, 7월과 8월의 여름철 고수온기때의 어병 발생요인은 장기연작에 의한 어장노후화로 저질 및 수질악화, 과다한 밀식시설 및 사육, 산패된 사료 급이, 잦은 스트레스, 상처 등 복합적 요인에 의하여 연쇄구균증, 궤양병, 바이러스 질병 등이 발병하고, 10월부터 12월까지의 동절기에도 7월과 8월의 어병 발생조건과 비슷하다.
현재 국내 양식업계에서 사용되고 있는 어류의 질병예방 치료약제로는 설파제, 항생제, 퓨란제, 합성 항균제 등과 같은 항균제 및 구충제, 소독제 등이 사용되고 있으나, 이들 예방 치료약제는 사용상의 몇 가지 단점을 지니고 있다.
첫째 치료효과를 발휘하기 위하여는 어체내에서 일정 농도로 유지되어야 하며, 이에 따라 투약 중지 및 경구투여시 효과가 없다는 점이고, 둘째 양식장 수조내의 유용한 다른 미생물의 증식을 억제하거나 살해하는 작용을 하고, 셋째 체내 흡수력이 떨어져 약욕제로 사용되거나 내성균이 발생하기 쉬운 점 등이다.
따라서, 어류의 질병예방과 치료를 위한 적절한 예방치료제의 선택은 양식업에 있어서 아주 중요한 사항중의 하나로서, 종래의 양식어류용 사료첨가제로는 키토산 올리고당 유도체를 유효성분으로 하는 양식어류용 성장촉진제가 개시되어 있는데(한국공개특허 제2001-0094457호), 이는 고분자 키토산을 효소로 가수분해시켜 제조한 올리고당을 액체상태로 제조하여 약욕처리 또는 액체형태의 사료첨가제로 이용하는 방법이다.
그러나, 키토산 올리고당은 제조시에 많은 산을 사용하기 때문에 폐액의 배출시 공해문제를 유발하게 되고, 올리고당 키토산도 고분자 불용성 키토산을 출발물질로 사용하여 산처리 또는 효소 처리과정을 거쳐 수용화한 다음, 분무건조 등을 거쳐 분말화하기 때문에 제조원가가 비싸다는 문제점이 있다.
키토산의 분자량을 조절하면서 수용성화시키는 방법은 지금까지 많이 연구되었지만 산업적 규모로 실용화하는 것은 불가능하였고, 또한 처리과정이 복잡하고 고비용의 제조공정으로 인하여 산업적 생산에 있어서 경제성이 맞지 않을 뿐만 아니라, 불용성 키토산은 산처리 또는 효소처리과정을 거치는 동안 분자량이 50% 내지 98%의 범위로 급격히 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 키토산, 다시마 및 황토를 주원료로 하는 사료첨가제가 개시되어 있는데(한국공개특허 제2001-0016738호), 이는 어류의 질병예방과 해상의 적조현상 해결이라는 두가지 효과적인 측면에 대하여 강조하고 있으나, 키토산, 다시마 및 황토 각각에 대한 일반적으로 알려져 있는 특성과 장점을 기술하고 이에 대한 효과를 예측하고 있을 뿐, 발명의 구성 및 작용에 대한 구체적인 언급이 되어 있지 않다.
국내 양식업에 있어서 가장 큰 문제는 높은 치사율에 의한 양식업의 채산성 감소와 약품남용에 의한 유해성 제공 및 양식어의 품질저하 등이 대두되고 있으며, 따라서 이러한 문제의 해결을 위한 새로운 형태의 양식어 사료 또는 사료첨가제의 개발에 양식업계의 관심이 집중되고 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 연구를 지속적으로 수행하여 고분자 키토산 또는 그의 염을 유효성분으로 하고 여기에 광합성 세균, 활성탄 및 일라이트를 첨가하여 생리활성을 배가시키도록 함으로써 이와 같은 문제점을 개선한 사료첨가제를 제조할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 어류의 양식중 발생하는 여러가지 어병의 예방과 치료를 유도함과 동시에 어류의 성장촉진 및 면역증강을 도모할 수 있는 고기능성 양식어류용 사료첨가제를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 사용된 고분자 키토산의 탄소핵자기공명 스펙트럼 ,
도 2는 본 발명에 사용된 고분자 키토산의 분자량 측정결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 고분자 키토산 또는 그의 염 0.01∼3중량%, 광합성세균 5∼15중량%, 활성탄 10∼20중량%, 일라이트 10∼20중량%, 곡류껍질 40∼60중량%를 함유하는 양식어류용 사료첨가제를 제공한다.
키토산은 폴리-N-글루코사민 구조로 되어 있으며, 기본 고리의 1번과 다른 고리의 4번이 산소를 중심으로 분자간으로 연결되어 있는데, 키토산이라 함은 키토산 올리고당을 제외한 고분자를 의미하며, 키토산 올리고당이라 함은 N-글루코사민핵이 1-9당 까지 1-4 결합으로 한번에 연결된 것들 또는 이보다 약간 큰 분자량을 갖고 있는 혼합당을 말하는데 분자량이 수백에서 수천까지의 저분자를 일반적으로 칭한다.
키토산 올리고당의 모체는 고분자 키토산으로서 일단 올리고당이 되면 화학적 또는 효소적 처리에 의해서 다시 고분자 키토산으로 전환하는 것은 불가능한 반면에, 고분자 키토산은 산 또는 효소분해에 의해 저분자화 되고, 특히 어체내에서 서서히 저분자화되기 때문에 키토산 올리고당이 갖고 있는 특성을 보유하고 있을 뿐 만 아니라, 고분자 고유의 생리활성과 면역활성을 지니고 있는 것이 특징인데, 키토산 올리고당과 고분자 키토산의 특성을 비교한 것을 표 1에 나타내었다.
<표 1> 키토산 올리고당과 고분자 수용성키토산의 특성 비교
구 분 키토산 올리고당 고분자 수용성키토산
평균분자량 3,000 이하 20,000∼1,000,000 (약 33만)
점도 10 cPs 이하 35 cPs 이상
색도 연노란색 순백색
신맛, 쌉쌀한 쓴맛 떫은 맛
응용범위 제한적 다양함
구조 천연성분의 단당형태의 분자가 절 단된 구조 천연성분의 고분자 구조
특성 시간이 경과함에 따라 색상이 검게 변하며, 딱딱하게 굳는 현상 발생 장기간 보관시 색상이 변하지 않으며 원래의 형태를 유지
기타 고분자 수용성 키토산이 가지고 있는 활용범위에 비하여 제한적 생체친화성이 우수하여 생리활성 및 면역증강 등을 목적으로 한 활용범위가 광범위함
종래에 키토산 올리고당을 사용하는 기본적인 이유는 수용화시킴으로서 다루기 편리하기 때문인데, 같은 조건에서 고분자 키토산은 수용화 되지 않으나, 인체나 동물에 해롭지 않은 유익한 무기산 또는 유기산용액에 쉽게 용해되기 때문에 사용상의 문제는 발생하지 않는다.
본 발명에 사용되는 고분자 키토산은 분자량이 20,000-1,000,000으로서, 고체상태로 이용하기 때문에 물리적 변화가 적고 생리활성 및 환경적 효과가 크다는 장점이 있다.
고분자 키토산염은 분자량이 200,000-350,000으로서, 어체 소화효소와 유사한 조건 즉, 약산에서 용해될 수 있도록 염산염, 황산염 등과 같은 무기산염이나 초산염, 개미산염, 주석산염 등과 같은 유기산염을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 사용되는 고분자 키토산 또는 고분자 키토산염은 가압시스템이 갖춰진 막여과(membrane filtration) 기술로 처리하여 분자량범위가 한정된 정제 고분자 키토산 또는 고분자 키토산염을 사용할 수 있다.
광합성세균(Photosynthetic bacteria)은 혐기성 미생물로서 토양이 받은 빛과 열을 에너지원으로 하여 생물체의 배설물과 유기물 등을 기질로 해서 질소화합물의 아미노산, 헥산이나 생리활성물질, 당류 등 식물의 성장을 촉진하는 다수의 유용한 물질을 생성하는 독립 영양미생물인데, 항산화 물질을 생산하는 유용미생물을 포함하는 것으로서 각종 유익균과 미네랄을 함유하고 있으며 이들 중에는 키토산과 응집 즉 킬레이션되어 영양분으로 흡수된다.
본 발명에 사용되는 광합성세균은 로도슈도모나스 팔루스트리스 (Rhodopseudomonas palustris), 로도슈도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonasspheroides), 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei), 캔디다 발리다(Candida valida) 및 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus)로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 활성탄은 수목을 채취하여 숯을 제조한 다음 분쇄하여 제조한 것으로 흡착력이 뛰어나고 탈취와 탈색을 하며, 어류에 급이한 후의 효과는 배설물에 냄새가 없고, 설사병이 감소할 뿐만 아니라 체내독성을 없애주고 탁한 물을 걸러주는 역할을 한다.
또한 본 발명에 사용되는 일라이트(illite)는 체로 선별하여 불순물을 제거한 것으로, 100∼120℃에서 2∼4시간 동안 건조, 살균하여 분쇄된 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이것은 배설물 탈취와 물을 맑게 해주는 작용을 하고, 양식어의 활력을 증강시키고 신선도를 오래도록 유지하게 하는 역할을 한다.
본 발명에 사용되는 곡류껍질로는 탈지강 이외에도 쌀겨, 유박 또는 어박을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 성분들은 각각의 성분이 갖고 있는 특성을 유지하고 있을 뿐만 아니라, 혼합물로서 제재화하여 각자가 지니고 있는 유익성을 상승시키는 것으로 어병 발생빈도, 수온조건, pH의 상태, 어류의 생육상태에 따라 혼합비율을 조절하여 사용할 수 있는데, 본 발명에 의한 양식어류용 사료첨가제는 양식어의 어병과 성장촉진 및 생리활성의 증강을 도모하는 천연 사료첨가제로서 시판사료와 혼합하여 경구 및 소량투여로 기능적 효과를 배가시킬 수 있는 경제성이 있는 사료첨가제라는 특징을 갖는다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1> (키틴의 제조)
게 껍질 500g을 물로 씻어서 불순물질을 제거한 다음 여과하고 80℃ 전후에서 24시간 동안 건조한 후 막자사발에서 마쇄하여 적당한 반응기에 옮겨 4% 수산화나트륨 수용액 4.5ℓ를 첨가하고 2시간 동안 70℃에서 교반시키면서 반응시켜 단백질을 제거하였다.
잔사 껍질은 여과하고 찬물로 중성 pH가 될 때 까지 세척한 후 무색의 여과액을 얻은 다음, 이전 단계에서 얻은 잔사 껍질에 8% 염산용액 8ℓ를 가하고 상온에서 가스발생이 없을 때까지 반응시켜 탄산칼슘을 제거하였다.
반응이 완료된 후 여과하고 찬물로 중성 pH가 될 때까지 세척한 다음, 65℃의 건조기에서 24시간 동안 건조시켜 키틴을 제조하였다.
<실시예 2> (키토산의 제조)
30ℓ 반응기에 환류콘덴서, 온도계, 가열코일장치, 교반장치, 질소 공급장치를 설치하고, 여기에 수산화나트륨 50%용액 15ℓ에 실시예 1에서 얻은 키틴조각 200g을 가하고 질소가스를 반응기에 주입하면서 120℃에서 1시간 동안 반응시켰다.
반응혼합물을 실온으로 냉각하고 10ℓ의 물을 가하여 24시간 경과후 여과하고 중성이 될 때까지 증류수로 씻어낸 다음, 건조기로 옮겨 70℃에서 2-5시간 동안 2차에 걸쳐서 각각 건조하여 154g의 무색에 가까운 키토산을 얻었다.
<실시예 3> (키토산 염산염의 제조)
pH 5.6의 증류수 20ℓ에 20% 염산 227㎖를 넣고 실시예 2에서 제조한 탈아세틸화도가 93이고 분자량이 330,000인 키토산 200g을 상온에서 30분 동안 조금씩 분산이 잘 되게 교반하면서 가한 다음 3시간 동안 진탕시키면서 용해시켰다.
상기의 용액을 24시간 동안 냉동건조하여 점도가 40 센티포아즈로 유지되는 고분자 키토산염산염을 얻었는데, 이것은 증류수 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% 수용액으로 상온(20-25oC)에서 제조가 가능한 수용성 키토산이었다.
상기에서 제조한 키토산염산염을 가압시스템이 갖춰진 막여과(membrane filtration) 기술로 처리하여 정제된 키토산으로 전환시킨 다음, 실시예 2에서와 같은 방법으로 건조시켜 고상으로 제조하였다.
<실시예 4> (사료첨가제의 제조)
V-혼합기에 탈지강 4kg, 활성탄 1.5kg 및 일라이트 1.5kg을 균일하게 혼합하고 20oC 이하의 조건에서 실시예 3에서 제조한 고분자 키토산염산염의 활성수 1.5% 용액 350㎖과 광합성세균 1000㎖를 단계적으로 첨가하고 2시간 동안 혼합하여 사료첨가제를 제조하였다.
상기에서 사용한 일라이트는 체로 선별하여 불순물을 제거한 후 110oC에서 3시간 동안 건조 및 살균하여 분쇄한 광물질로서, 원자분광분석기로 함량을 측정한 결과 규소 29.3%, 철 2.68 ppm, 아연 1.33 ppm, 망간 0.23 ppm, 구리 0.07 ppm, 나트륨 0.02ppm, 칼륨 0.09ppm, 칼슘 0.06ppm 이었고, pH는 5.06 이었다.
또한 광합성세균은 주세균으로 로도슈도모나스 팔루스트리스 106cfu/㎖, 로도슈도모나스 스페로이데스 102cfu/㎖과 부세균으로 락토바실러스 파라카세이 2.4X105cfu/㎖, 캔디다 발리다 2.7X105cfu/㎖ 및 스트렙토마이세스 알부스 4.0X105cfu/㎖로 조성된 군을 사용하였다.
<시험예 1> (고분자 키토산의 특성조사)
실시예 2에서 제조한 고분자 키토산의 입자크기, 점도, 탈아세틸화 정도 등과 같은 물리적 특성 및 수분, 회분, 중금속, 비소, 염소함량 등과 같은 성분분석과 총박테리아수, 대장균군과 같은 생물학적 특성 등을 조사한 결과를 표 2에 나타내었다.
<표 2> 고분자 키토산의 특성
항 목 특 성 비 고
성 상 흰색 분말
입자크기 80 mesh
수분함량 4.73%
회분 0.54%
점도 320 cPs *
탈아세틸화 정도 93
중금속 5 ppm 이하
총박테리아수 3,000/g 이하
대장균군 음성
비소 0.1 ppm 이하
크롬 0.7 ppm
염소 0.003% 이하
Bielstein Test 음성 **
13C NMR spectrum 도 1
* 20℃에서 회전점도계(Brookfield DV-II+)로 200 rpm에서 측정
** Halogen element detection method
<시험예 2> (정제 고분자 키토산의 분자량 측정)
실시예 2에서 제조한 정제 고분자 키토산을 0.1 M 초산과 0.1 M 염화칼슘 용액에 용해한 후 농도가 0.3%가 되도록 하여 0.45㎛ 필터로 여과하여 겔침투 크로마토그래피(gel permeation chromatography; GPC) 방법으로 울트라하이드로겔 리니어(ultrahydrogel linear)와 울트라하이드로겔(ultrahydrogel) 500 컬럼을 연결하여 GPC(영린과학, 대한민국) 장치로 정제 고분자 키토산의 분자량을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다.
이때 컬럼 오븐의 온도를 45℃로 유지하고 용매의 유속을 1㎖/min 으로 유지하며, RI 검출기(detector)를 사용하여 0.3% 고분자 키토산 용액 100㎕를 주입하여 분석하였고, 분자량의 표준물질은 풀루란(pullulan ; Shodex, 일본) 0.1% 용액을사용하였다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 사용한 정제 고분자 키토산의 수평균 분자량은 330,000 정도이었다.
<시험예 3> (정제 고분자 키토산의 농도에 따른 스쿠티카 섬모충의 사멸효과)
정제 고분자 키토산의 농도에 따른 스쿠티카 섬모충의 사멸효과를 알아보기 위하여 해수 10ℓ에 스쿠티카 섬모충을 넣은 후 실시예 2에서 제조한 정제 고분자 키토산 0.08%, 0.17%, 0.37%, 0.68%을 첨가하여 정제 고분자 키토산의 농도에 따른 스쿠티카 섬모충(Scuticociliatids)의 사멸시간을 조사한 결과를 표 3에 나타내었다.
<표 3> 고분자 키토산 첨가농도에 따른 스쿠티카 사멸효과
고분자 키토산첨가농도(%) 대조구 0.08(%) 0.17(%) 0.34(%) 0.68(%)
처리시간 0분 137* 152 146 182 167
처리시간 5분 141 128 52 24 6
처리시간 10분 147 110 32 7 2
처리시간 20분 159 95 25 0 0
처리시간 30분 162 86 12 0 0
처리시간 45분 165 42 7 0 0
처리시간 60분 173 26 0 0 0
처리시간 90분 176 7 0 0 0
처리시간 120분 179 0 0 0 0
* 스쿠티카 개채수를 의미하며 단위는 마리수/㎖ 이다.
표 3에서 보는 바와 같이, 정제 고분자 키토산의 농도 0.08%∼0.68%에서 최소 사멸농도는 0.08%이었는데, 처리시간이 길어질수록 대조구는 시간에 비례하여 스쿠티카의 출현개수가 증가한 반면, 정제 고분자 키토산 처리구는 농도와 처리시간에 비례하여 스쿠티카의 활동도가 급격히 줄어든후 출현 개체수가 현저하게 감소하였다.
따라서 본 발명에 의한 정제 고분자 키토산은 처리시간 20분에서 1시간 경과후 스쿠티카에 대해 완전한 사멸효과를 나타내는 매우 효과적인 어류 질병예방 첨가제임을 알 수 있다.
<시험예 4> (정제 고분자 키토산 함유 사료첨가제의 어체성장 및 생존율에 대한 효과)
양식어 사육에 있어서 치어의 건강상태와 치어 단계에서의 성장조절 및 사료급이는 품질이 우수한 양식어를 사육하기 위한 필수 사항이기 때문에, 정제 고분자키토산 함유 사료첨가제의 어체성장 및 생존율에 대한 효과를 알아보기 위하여 실시예 2에서 제조한 정제 고분자 키토산을 압출사료에 대한 중량대비로 0.08%∼0.68% 수준으로 첨가하여 성어단계까지의 성장과 품질에 가장 영향을 미치는 치어단계의 양식 30일 동안 어체성장과 생존율을 조사한 결과를 표 4에 나타내었다.
이때 치어실험군은 넙치의 치어 (체중 1∼1.2g, 체장 4∼5 cm) 300,000미를 선별하여 실험구 3개조와 대조구 3개조에 각각 5,000미씩를 1톤/FRP 원형수조에 입식하여 조성하였다.
<표 4> 고분자 키토산 첨가농도에 따른 어체의 성장 및 생존율 효과
고분자 키토산첨가농도(%) 대조구 0.08 0.17 0.34 0.68
A B C A B C A B C A B C A B C
양식기간 1일 1.2 4.5 1 1.3 4.4 1 1.3 4.4 1 1.3 4.5 0 1.5 4.6 0
양식기간 3일 1.5 5 11 1.5 4.8 3 1.5 5.1 1 1.6 5.8 0 1.8 6.2 0
양식기간 7일 2.4 6.5 28 2.5 6.1 10 2.6 6.7 5 2.6 7.0 0 2.8 7.3 0
양식기간 15일 4.2 7.1 76 4.3 7.1 0 4.3 7.3 0 4.4 7.7 0 4.7 7.8 0
양식기간 30일 6.5 7.8 84 6.2 7.7 0 6.7 7.8 0 7.6 8.1 0 8.7 9.5 0
A는 어체중을 나타내며 단위는 g 이다.
B는 어체장을 나타내며 단위는 cm 이다.
C는 폐사율을 나타내며 단위는 % 이다.
표 4에서 보는 바와 같이, 평균 어체중과 평균 어체장에 미치는 정제 고분자 키토산 첨가효과는 농도 0.08%와 0.17% 처리구는 큰 차이를 보이지 않았으나, 0.34%와 0.68% 처리구에 있어서는 대조구에 비하여 체중과 체장의 증가에 효과적으로 작용한 결과를 보였다.
한편, 치어상태의 양식단계에서 가장 중요한 관리사항중의 하나인 폐사율을 보면, 정제 고분자 키토산을 함유하는 사료첨가제군 모두 폐사율 억제에 효과를 나타내고 있는데, 정제 고분자 키토산의 농도 0.08%와 0.17% 모두 양식기간 1일부터 1주일까지 대조구에 비하여 폐사억제 효과가 현저하게 높게 나타났으며, 15일 이후로는 폐사가 발생하지 않는 결과를 보였다.
또한, 정제 고분자 키토산의 농도 0.34%와 0.68%는 치어상태의 양식 1일째부터 폐사가 전혀 발생하지 않는 괄목할 만한 효과를 나타냄으로써 정제 고분자 키토산을 함유하는 양식어 사료첨가제의 효능이 입증되었다.
<시험예 5> (정제 고분자 키토산염 함유 사료첨가제의 에드워드균 생장억제 효과)
정제 고분자 키토산염을 함유하는 사료첨가제의 에드워드균에 대한 생장억제 효과를 알아보기 위하여 실시예 3에서 제조한 정제 고분자 키토산염산염을 압출사료에 대한 중량대비로 0.08%∼0.68% 수준으로 첨가하여 시험에 4에서와 같은 치어실험군을 대상으로 넙치의 성어단계까지 소요되는 양식기간인 360일간 포낭의 출현율을 조사한 결과를 표 5에 나타내었다.
<표 5> 고분자 키토산염 첨가농도에 따른 에드워드균 생장억제 효과
고분자 키토산염첨가농도(%) 대조구 0.08 0.17 0.34 0.68
양식기간 0일 85* 43 12 3 2
양식기간 15일 83 40 10 2 0
양식기간 30일 83 35 9 0 0
양식기간 45일 85 25 8 0 0
양식기간 60일 86 14 0 0 0
양식기간 90일 85 13 0 0 0
양식기간 180일 80 4 0 0 0
양식기간 270일 82 2 0 0 0
양식기간 360일 79 0 0 0 0
표 5에서 수치는 에드워드 포낭출현율(%)을 의미한다.
표 5에서 보는 바와 같이, 정제 고분자 키토산염 처리구가 대조구에 비하여 포낭의 제거율이 크게 나타났는데, 정제 고분자 키토산염 0.08% 농도의 경우 양식 초기 단계부터 30일까지는 대조구에 발생하는 포낭의 출현을 1/2 가량 제거하였고, 45일부터 60일 까지는 현저하게 포낭의 출현이 감소되었다.
농도 0.17% 처리구는 대조구에 비하여 1/8∼1/10의 출현율을 보여 주었고, 60일 이후는 전혀 포낭의 발생이 없었으며, 정제 고분자 키토산염의 농도 0.34%와 0.68%의 경우 양식 초기부터 포낭의 제거효과가 관찰되었으나, 30일 이후로는 에드워드 포낭의 출현이 전혀 발견되지 않았다.
<시험예 6> (정제 고분자 키토산을 함유한 사료첨가제 급이 넙치의 품질분석)
정제 고분자 키토산을 함유한 사료첨가제의 급이후 넙치의 품질평가를 위하여 어체의 불포화지방산, 아미노산 함량 및 육질의 조직감 등을 분석한 결과를 표 6, 표 7 및 표 8에 나타내었다.
<표 6> 양식 넙치의 불포화지방산 조성
구분 지방산 메틸에스터(wt%)
시료 양식기간 C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C20:5 C22:5 C22:6
대조구 3월 6.57 24.23 10.81 3.64 17.66 9.31 1.51 9.65 2.95 13.47
6월 8.9 23.7 10.9 3.1 15.5 8.7 - 9.9 3.5 15.8
9월 8.5 22.68 9.72 2.12 16.1 8.23 1.45 10.2 3.66 17.34
12월 7.8 22.51 9.61 2.33 14.3 8.11 1.22 12.65 2.72 18.75
처리구 3월 5.40 24.27 11.36 4.11 17.29 8.28 1.53 10.07 3.04 14.65
6월 8.4 24.4 11.1 3.4 14.9 8.1 - 9.2 3.4 17.1
9월 6.63 22.33 9.42 2.34 12.56 7.44 1.21 13.74 2.67 21.66
12월 5.79 21.88 8.53 2.23 11.47 7.62 0.4 16.72 2.15 23.24
* C20:5-EPA, C22:6-DHA
어류는 근본적으로 불포화지방산을 함유한 자연식품으로 다량의 어류를 섭취하는 집단에게서 심장 및 혈관계 질환 발생이 낮게 나타나는 것은 어류중에 함유되어 있는 에이코사펜탄에닌산(eicosapentaenic acid ; EPA, 20:5 ω3)와 도코사헥사에노인산(docosahexaenoic acid ; DHA, 22:6 ω6) 때문이며, 이들 지방산은 혈중 중성지방 및 콜레스테롤의 농도를 감소시키는 것으로 밝혀져 있다.
따라서 양식어에 있어서 어유의 불포화지방산중 EPA와 DHA의 함량변화를 관찰하는 것은 고분자 키토산의 생리활성 작용과 연계하여 볼 때 아주 중요한 의미를 갖는다. 즉, 어류 자체가 생체대사를 통하여 불포화지방산의 생산과 체내 축적을 하기 때문에 생리활성에 효과적으로 작용하는 고분자 키토산의 급이는 생리활성 작용을 촉진하여 어체내에서의 대사산물의 형성에 크게 영향을 줄 것으로 예측된다.
표 6에서 보는 바와 같이, 고분자 키토산이 급이된 시료의 경우 대조구에 비하여 EPA와 DHA의 함량이 증가한 결과를 보였는데, 양식 9개월과 12개월후에 있어서 처리구는 대조구에 비하여 EPA 함량이 각각 35%와 32% 정도 증가를 보였으며, DHA 함량은 각각 25%와 24%의 함량 증가를 가져 왔다.
이는 고분자키토산이 생물체에 대하여 생리활성을 촉진하는 작용이 있음을 입증하는 결과이며, 전술한 양식중 어체의 성장촉진과 어병에 대한 예방효과 작용과도 일치하는 괄목할 만한 결과라 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 고분자 키토산을 함유하는 사료첨가제의 급이에 따른 넙치의 불포화지방산 함량변화에 대한 결과는 고기능성 어류의 생산이라는 측면에서 중요한 의미를 갖는다.
<표 7> 양식기간에 따른 양식 넙치의 아미노산 조성
아미노산(mg/100g) 대조구 양식기간 처리구 양식기간
3월 6월 9월 12월 3월 6월 9월 12월
아스파탐산 44.9 45.1 45.7 46.4 44.8 45.6 45.9 47.1
세린 11.6 12.8 11.4 12.3 11.1 12.4 11.7 12.8
글루탐산 68.7 69.5 67.3 69.8 64.3 69.7 68.1 70.2
글리신 31.8 30.7 30.7 31.6 28.8 30.9 31.1 31.5
히스티딘 11.0 12.1 12.7 11.8 11.9 12.8 13.7 13.2
스레오닌 17.9 18.2 18.1 18.6 17.5 18.8 18.7 19.5
알지닌 32.0 33.2 33.1 33.7 33.3 33.8 34.6 36.2
알라닌 31.7 31.5 31.5 32.4 31.7 31.6 31.8 32.1
시스틴 16.7 15.6 15.8 16.4 15.8 16.4 16.1 16.3
시스테인 3.5 3.4 3.7 3.6 3.3 3.5 3.9 4.1
티로신 12.0 12.1 12.7 12.8 12.4 12.5 13.4 13.8
발린 25.6 26.6 25.7 25.9 25.7 26.7 26.5 26.7
메치오닌 12.5 13.1 13.4 14.3 12.6 14.5 14.8 14.3
리신 41.4 41.5 41.3 41.7 40.1 41.1 41.5 42.4
이소루이신 23.4 24.7 24.6 24.8 23.6 25.6 25.4 26.1
루이신 36.3 36.5 36.1 36.8 36.4 37.4 37.6 37.9
페닐알라닌 17.6 17.4 17.8 16.8 17.1 17.8 18.4 17.8
총아미노산 440.8 444.0 441.6 449.7 433.5 447.5 453.2 462
표 7에서 보는 바와 같이, 고분자 키토산 급이 넙치시료의 아미노산 조성은 일부 필수 아미노산 즉, 히스티딘, 알지닌, 이소루이신 및 페닐알라닌 등의 함량이양식기간 3개월, 6개월, 9개월, 12개월 동안에 대조구에 비하여 조금씩 증가한 결과를 보여 주었는데, 이는 고분자 키토산을 함유한 사료첨가제의 급이를 통한 필수 아미노산 함량의 증가라는 중요한 의미를 부여한다.
<표 8> 양식기간에 따른 양식 넙치 육질의 조직감
조직간 3개월 6개월 9개월 12개월
경도(g) 1245±32 1347±45 1352±36 1436±47
탄력성 0.64±0.02 0.66±0.05 0.77±0.06 0.85±0.04
표 8에서 보는 바와 같이, 넙치 가식부의 어육조직의 조직감을 측정한 결과 경도와 탄성이 고분자 키토산 사료첨가제 처리구가 대조구에 비하여 급이기간이 증가함에 따라 비례적으로 증가한 결과를 보였다.
이는 어류섭취시 탄성있는 조직감을 선호하는 일반적인 기호특성에 매우 부합하는 결과로 보아지며, 또한 저장유통 중에도 대조구에 비하여 어육질의 신선도를 유지할 수 있는 품질특성을 지닌 것으로 예측할 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 고분자 키토산을 함유하는 어류용 사료첨가제를 급이하여 양식어를 생산할 경우 최근 인간의 건강과 기능성 제공식품에 대한 소비자 욕구를 충족시킬 수 있으며, 새로운 기능성 어류식품을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 현행 양식업 기술을 한 차원 높일 수 있는 기술적 및 경제적 가치를 제공하는데 기여할 수 있다고 판단한다.
본 발명에 의한 양식어류용 사료첨가제는 사료와 혼합하여 경구투여 방법으로 급이하기 때문에 소량투여로 효과가 뚜렷하고, 사료에 함유되어 있는 영양성분에 대한 상승효과를 부여하여 계속투여 또는 과다 투여시에도 면역저하 등의 내성이나 부작용이 없을 뿐만 아니라, 특히 저온에서 성장이 중지되는 어종의 경우 저온조건에서도 소화력 증강과 성장을 지속시켜 건강하고 어육의 품질이 우수한 양식어를 사육할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 양식어류용 사료첨가제는 넙치, 농어류, 우럭, 돔류 등과 같은 해수어종과 향어, 송어, 은어, 산천어 등과 같은 담수어종의 양식장에서 대량 폐사를 유발하는 세균성, 바이러스성, 기생충성 어병을 예방 및 치료할 수 있을 뿐만 아니라, 면역을 증강시키고 생리활성을 촉진시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 고분자 키토산 또는 그의 염 0.01∼3중량%, 로도슈도모나스 팔루스트리스, 로도슈도모나스 스페로이데스, 락토바실러스 파라카세이, 캔디다 발리 및 스트렙토마이세스 알부스로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 광합성세균 5∼15중량%, 활성탄 10∼20중량%, 일라이트 10∼20중량%, 곡류껍질 40∼60중량%를 함유하는 양식어류용 사료첨가제.
  2. 제 1항에 있어서,
    고분자 키토산의 분자량은 20,000-1,000,000 임을 특징으로 하는 양식어류용 사료첨가제
  3. 제 1항에 있어서,
    고분자 키토산염의 분자량은 200,000- 350,000 임을 특징으로 하는 양식어류용 사료첨가제
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    고분자 키토산염은 무기산염 또는 유기산염 임을 특징으로 하는 양식어류용 사료첨가제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    곡류껍질은 탈지강, 쌀겨, 유박 또는 어박임을 특징으로 하는 양식어류용 사료첨가제
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