KR100509141B1 - Methionine-Fe chelate production method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메티오닌-Fe 킬레이트 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트는 다른 Fe 킬레이트제제 보다 철분 함량이 높을 뿐만 아니라 가축에서 체내 흡수 이용률이 높아 빈혈에 따른 가축의 생산성 저하를 방지하며 특히 모돈 사료에 첨가시 포유자돈의 철분 섭취량을 증가시켜 이유자돈의 빈혈을 효과적으로 방지하므로 결과적으로 생산성을 제고시킬 수 있다.The present invention relates to a method for preparing methionine-Fe chelate, wherein the methionine-Fe chelate of the present invention has a higher iron content than other Fe chelating agents, and has a high rate of absorption in the body, thereby preventing a decrease in productivity of livestock due to anemia. When added to sow foods, the iron intake of mammalian pigs is increased to effectively prevent anemia of weaning piglets, resulting in increased productivity.
또한 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트는 계란으로의 철분전이율이 우수하여 철분함량이 높은 기능성 계란을 생산할 수 있으므로 철분공급용 사료첨가제로서 유용하게 사용될 수 있으며, 현재 일부 수입되고 있는 킬레이트화 미네랄(chelated minerals)을 대체할 수 있어 외화 절약의 효과도 기대할 수 있다.In addition, the methionine-Fe chelate of the present invention can be used as a feed additive for iron supply because it can produce a functional egg with a high iron content because it has an excellent iron transfer rate to eggs, and the chelate mineral (chelated) It can also replace minerals, which can be expected to save foreign currency.
Description
본 발명은 메티오닌-Fe 킬레이트를 유효성분으로 포함하는 사료첨가제에 관한 것이다. The present invention relates to a feed additive comprising methionine-Fe chelate as an active ingredient.
가축 및 이들의 생산품은 인류가 생존하기 위해 필요한 단백질의 중요한 공급원으로서 농업, 특히 가축 사육 및 이용의 발전은 인류의 건강과 생활의 질을 향상시키는데 있어 밀접한 관계를 가지게 된다. 이러한 가축의 사육은 사료 공업의 발전에 따라 결정되는 것으로서 가축 사육에 있어 사료 공업은 매우 밀접한 관계를 가지는데, 세계 대부분의 국가에서 생산되는 곡물을 비롯한 사료의 양은 풍부하지 못할 뿐만 아니라 인구는 급격하게 늘어나고 있어 곡물의 생산은 수요를 충족시키지 못하는 편이며, 곡물을 비롯한 사료자원의 공급이 점점 어렵게 되어 가축 사육의 발전에 제약을 받게 되는 문제점이 있다. 따라서 가축의 비육과 소화를 촉진시키고 기능성 축산물을 생산할 수 있는 사료 첨가제의 개발은 수입 대체에 따른 외화의 낭비를 막을 수 있을 뿐만 아니라, 가축의 빠른 증식과 비육으로 인해 사료효율의 향상과 고품질의 기능성 축산물의 생산으로 인해 농가의 소득 수준 향상에 기여할 수 있고 수입축산물과의 차별화를 기할 수 있다는 점에서 그 중요성이 매우 크다고 할 수 있다. Livestock and their products are important sources of protein for humanity to survive, and the development of agriculture, especially livestock raising and utilization, is closely linked to improving human health and quality of life. The breeding of these livestock is determined by the development of the feed industry, and the feed industry is closely related to livestock raising. The amount of feed, including grain produced in most countries in the world, is not rich, and the population is rapidly growing. Increasingly, the production of grain does not meet the demand, the supply of feed resources, including grain is increasingly difficult, there is a problem that is limited to the development of livestock breeding. Therefore, the development of feed additives that can promote the fattening and digestion of livestock and produce functional livestock products not only prevents the waste of foreign currency due to import substitution, but also improves feed efficiency and high-quality functionalities due to rapid growth and fattening of livestock. The production of livestock products is very important in that it can contribute to raising the income level of farmers and differentiate them from imported livestock products.
가축에게 급여되는 사료 내에는 여러 가지 영양소들이 함유되어 있으며 이러한 영양소들은 동물의 체내에서 생명 현상에 직접 또는 간접적으로 관여하여 고기, 계란, 우유 등의 생산활동을 원활하게 수행하는 데 각각의 가진 바 기능을 발휘한다. 이러한 영양소 중에는 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 칼슘(Ca) 등의 광물질도 포함되는데, 이러한 광물질들은 비록 동물체 조직에서 광물질이 차지하는 비율은 대단히 적지만 골격을 형성하고, 체내 삼투압을 조절하며, 체액의 산-염기 평형을 유지시키고, 효소계(enzyme system)에 활성제로 혹은 효소자체의 구성성분으로 관여하는 등 그 역할이 매우 다양하다. 그러나, 광물질은 근본적으로 동물성도 식물성도 아니며 또한 동물이나 식물의 체내에서 합성될 수 없으므로 반드시 외부로부터 섭취되어야 한다. Animal feed contains a number of nutrients, and these nutrients are involved in the production of meat, eggs and milk by directly or indirectly engaging in life phenomena in the animal's body. Exert. These nutrients also include minerals such as iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), and calcium (Ca). These minerals form a skeleton, although they contain a very small proportion of minerals in animal tissues. Its role in controlling osmotic pressure, maintaining the acid-base equilibrium of body fluids, and as an active agent in the enzyme system or as a component of the enzyme itself is very diverse. However, minerals are fundamentally neither animal nor vegetable, nor can they be synthesized in the body of an animal or plant and must be taken from the outside.
여러 광물질 중 철(Fe)은 주로 체내에서 효소와 전자를 운반하는 기능을 지닌 헴(heme) 분자들의 구성 성분으로서의 기능을 가진다. 따라서 체내 철의 양이 부족하게 되면 헴분자들의 생성이 적어지므로 헤모글로빈의 합성이 저해되고 체내에 산소공급이 원활하지 않게 되어 그 결과 체내 대사물의 산화가 활발히 일어나지 못하여 에너지 생성이 적어지므로 성장률의 저하, 빈혈증 등의 주요 결핍증상을 나타낸다. NRC(1994)가 제시한 바에 의하면 가금류에 대한 철의 일일 요구량은 50-120 ppm이며, 철에 대한 중독 증상이 나타나는 농도는 2000 ppm으로 알려져 있다. Among other minerals, iron (Fe) mainly functions as a constituent of heme molecules that carry enzymes and electrons in the body. Therefore, when the amount of iron in the body is insufficient, the production of heme molecules is reduced, so that the synthesis of hemoglobin is inhibited, and the oxygen supply is not smoothly in the body, and as a result, the oxidation of the metabolites in the body is not active, resulting in less energy growth. Major deficiency symptoms such as anemia. The NRC (1994) suggests that the daily requirement of iron for poultry is 50-120 ppm and the concentration at which iron poisoning occurs is 2000 ppm.
오랫동안 가축들은 자연으로부터 이러한 철분을 섭취하였으며, 별다른 결핍없이 살아왔다. 그러나 최근에 와서 사양관리체계의 변화로 인하여 가축(특히 돼지)들은 주로 흙과 접할 기회가 없는 콘크리트 바닥에서 키워지게 되므로 인하여 철분의 결핍가능성이 높아지게 되었다. 따라서 철분을 포함한 사료첨가제는 가축의 사육에 있어서 매우 중요하다고 할 수 있다. For a long time, livestock have consumed this iron from nature and have lived without any deficiencies. In recent years, however, due to changes in the specification management system, livestock (especially pigs) have been raised mainly on concrete floors that have no chance of contact with the soil, thereby increasing the possibility of iron deficiency. Therefore, it can be said that the feed additive containing iron is very important in the breeding of livestock.
과거에는 무기태(무기물 형태 즉 자연산)의 철분이 사료첨가제로 많이 사용되었으나 이는 가축 체내에서의 이용율이 20-30%에 불과하고 나머지는 분뇨로 배설되기 때문에 대량 사용시 토양오염의 한 원인이 되며 각국에서 무기태 광물질의 대량 사용에 대한 규제가 강화되고 있는 실정이다. 따라서, 최근에는 이러한 무기태 광물질의 단점을 극복하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. In the past, inorganic (inorganic form, or natural) iron was widely used as a feed additive, but this is a cause of soil pollution when used in large quantities because only 20-30% is used in livestock and the rest is excreted as manure. Increasingly, regulations on the mass use of inorganic minerals are being tightened. Therefore, in recent years, research has been actively conducted to overcome the disadvantages of such inorganic minerals.
무기태 광물질의 체내 흡수율이 낮은 것과는 대조적으로 1980년대 후반부터 새로운 킬레이트 결합방식에 의하여 제조된, 단백질 또는 탄수화물과 금속의 유기화합물인 킬레이트화 미네랄(chelated minerals)은 체내 흡수 이용율이 70-80%로 높아 가축의 생산성을 향상시킬 수 있다고 보고되었다(Kratzer and Vohra, 1986). In contrast to the low absorption of inorganic minerals in the late 1980s, chelated minerals, which are organic compounds of proteins or carbohydrates and metals produced by the new chelate binding method, have a 70-80% absorption rate in the body. Higher productivity has been reported to improve livestock productivity (Kratzer and Vohra, 1986).
킬레이션(chelation)의 어원은 그리스어의 "chel"로부터 왔는데 이는 영어의 claw, 즉 발톱이란 뜻으로서 광물질이 리간드에 의해 발톱으로 잡히듯이 결합된다는 뜻이다. 이러한 킬레이션은 새로운 개념이 아니라 동물이나 식물에 있어서 광물질의 흡수나 대사를 원활히 수행하기 위하여 자연스럽게 이루어지는 생명의 기본 활동이다. 예를 들어 혈색소에 들어있는 철분은 킬레이트 되어 있는데, 만일 철분이 혈색소 분자내의 아미노산과 킬레이트 되어 있지 않다면 산소와 결합시 산화철로 변하여 생명활동이 중지될 것이다. 이와 같이 광물질의 킬레이션은 생물체에 있어서 절대적으로 필수적인 화학작용인 것이다. The etymology of chelation comes from the Greek word "chel," meaning claw, or claw, in English, meaning that minerals are bound together by a ligand. This chelation is not a new concept, but is a basic life activity that occurs naturally to facilitate the absorption and metabolism of minerals in animals and plants. For example, iron in hemoglobin is chelated, but if iron is not chelated with amino acids in the hemoglobin molecule, it will turn into iron oxide when combined with oxygen and stop life. Thus chelation of minerals is an absolutely essential chemical reaction in living things.
킬레이션의 의미를 가축영양학적 테두리 안에서 말한다면 2가 광물질이 한 개 혹은 그 이상의 아미노산과 공유결합과 이온결합을 통하여 헤테로사이클릭 링(heterocyclic ring)을 형성하는 것을 말한다. 이러한 킬레이트 상태의 광물질은 다른 형태의 광물질, 예를 들어 산화태나 인산태보다 생물체내에서 존재하는 자연상태의 광물질과 더 유사하며 결과적으로 흡수 이용율이 높게 된다. 이러한 유기태 광물질(chelated mineral) 중에서도 특히 신체조직이 가장 잘 흡수할 수 있는 형태인 아미노산과 저분자 펩타이드(Miller et al, 1972; McNaughton et al, 1974; Zoubek et al, 1975; Spears, 1992)와 같은 유기물과 금속이온이 킬레이션 결합한 형태가 보다 더 효과적으로 체내에 흡수 이용될 수 있다(Fouad, 1976; Ashmead, 1993). 이러한 결과는 금속이온이 아미노산이나 저분자 펩타이드와 같은 유기물과 킬레이션 결합을 하면 전기적으로 중성을 띠고, 결합력에 의한 화학적 안정성을 얻기 때문에 소장벽을 통과하는 것이 보다 수월해 지며 실제로 그러한 것들은 95% 정도가 흡수된다는 보고도 있다(Kratzer and Vohra, 1986). In terms of chelation, the term refers to bivalent minerals that form heterocyclic rings through covalent and ionic bonds with one or more amino acids. These chelate minerals are more similar to natural minerals present in living organisms than other forms of minerals, for example, oxidized or phosphate, resulting in higher absorption rates. Among these chelated minerals, especially organic substances such as amino acids and small molecule peptides (Miller et al, 1972; McNaughton et al, 1974; Zoubek et al, 1975; Spears, 1992), which are the most absorbable forms of body tissues Chelated forms of and metal ions can be more effectively absorbed and used in the body (Fouad, 1976; Ashmead, 1993). These results indicate that metal ions are electrically neutral when they chelate with organics such as amino acids or small molecule peptides, and because they are chemically stable due to the binding force, it is easier to cross the small intestinal wall. It is also reported (Kratzer and Vohra, 1986).
이에, 본 발명자들은 킬레이트 결합방식에 의해 아미노산과 금속의 유기화합물 형태인 메티오닌-Fe 킬레이트를 제조하였으며, 상기 메티오닌-Fe 킬레이트가 가축에서의 체내 흡수이용률이 높아 가축의 생산성을 제고시킬 수 있으며, 또한 계란으로의 철분전이율이 우수하여 철분함량이 뛰어난 계란을 생산할 수 있음을 확인하여 철분 공급용 사료첨가제로 유용하게 사용할 수 있음을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다. Thus, the present inventors have prepared a methionine-Fe chelate, which is an organic compound of amino acid and metal by chelate binding method, and the methionine-Fe chelate can increase the productivity of the livestock due to its high absorption rate in the livestock, and The present invention was completed by demonstrating that it is possible to produce an egg having excellent iron content by having an excellent iron transfer rate to eggs, and to find that it can be usefully used as a feed additive for iron supply.
따라서, 본 발명은 가축에서의 체내 흡수이용률이 높아 가축의 생산성을 제고시킬 수 있고 계란으로의 철분 전이율이 우수하여 철분함량이 뛰어난 계란을 생산할 수 있어 철분 공급용 사료첨가제로 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다른 Fe 킬레이트제제보다 철분함량이 높은 메티오닌-Fe 킬레이트를 포함하는 사료첨가제를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention can increase the productivity of the livestock in the livestock and improve the productivity of the livestock, and can be used as a feed additive for iron supply can be produced eggs with excellent iron content by excellent iron transfer rate to eggs In addition, the object of the present invention is to provide a feed additive containing methionine-Fe chelates having a higher iron content than other Fe chelating agents.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 1 또는 화학식 2의 메티오닌-Fe 킬레이트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a methionine-Fe chelate of formula (1) or formula (2 ).
또한 본 발명은 1)메티오닌 용액과 무기태 철분 용액을 서로 혼합하는 단계; 2)얻어진 혼합 용액을 50-70℃로 유지하면서 알칼리 용액을 첨가하는 단계; 3)0-30℃의 온도로 냉각하여 결정을 생성시키는 단계; 4)얻어진 결정을 여과하고 건조하는 단계를 포함하는 메티오닌-Fe 킬레이트의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention 1) mixing the methionine solution and inorganic iron solution; 2) adding an alkaline solution while maintaining the obtained mixed solution at 50-70 ° C .; 3) cooling to a temperature of 0-30 ° C. to produce crystals; 4) It provides a method for producing methionine-Fe chelate comprising the step of filtering and drying the obtained crystals.
아울러, 본 발명은 상기 메티오닌-Fe 킬레이트를 유효성분으로 함유하는 사료첨가제를 제공한다. In addition, the present invention provides a feed additive containing the methionine-Fe chelate as an active ingredient.
이하, 본 발명을 상기의 순서대로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in the above order.
먼저 본 발명은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 메티오닌-Fe 킬레이트를 제공한다.First, the present invention provides the methionine-Fe chelate of Formula 1 or Formula 2 .
본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트는 철분의 함량이 15%로써 다른 Fe 킬레이트 제제의 철분함량(약 6% 정도)보다 월등하게 높으므로 고효율의 사료첨가용 철분공급원으로 유용하게 사용될 수 있다. Methionine-Fe chelate of the present invention is 15% higher than the iron content (about 6%) of other iron chelate formulations can be usefully used as a feed source for high efficiency feed iron.
또한 본 발명은 메티오닌-Fe 킬레이트의 제조방법을 제공한다. 메티오닌 킬레이트의 제조방법은 1)메티오닌 용액과 무기태 철분 용액을 서로 혼합하는 단계; 2)얻어진 혼합 용액을 50-70℃로 유지하면서 알칼리 용액을 첨가하는 단계; 3)0-30℃의 온도로 냉각하여 결정을 생성시키는 단계; 4)얻어진 결정을 여과하고 건조하는 단계를 포함한다.The present invention also provides a method for preparing methionine-Fe chelate. Method for preparing methionine chelate is 1) mixing the methionine solution and inorganic iron solution; 2) adding an alkaline solution while maintaining the obtained mixed solution at 50-70 ° C .; 3) cooling to a temperature of 0-30 ° C. to produce crystals; 4) filtering and drying the obtained crystals.
메티오닌 용액 및 무기태 철분 용액은 메티오닌 및 무기태 철분을 각각 증류수에 용해하여 얻어진다. 증류수는 1차 증류수를 배제하는 것은 아니나, 바람직하게는 3차 이상, 보다 바람직하게는 5차 이상의 증류수를 사용하는 것이 적절하다. 메티오닌-Fe 킬레이트의 제조에 사용되는 무기태 철분의 예로는 FeSO4·7H20와 FeSO4·5H20를 들 수 있다. 증류수에 대한 용해도를 고려해할 때, FeSO4·7H 20를 사용하는 것이 바람직하다. 용해시에는 고온으로 유지하는 것이 바람직하다. 다만, 70℃ 이상의 온도에서 메티오닌이 변성될 가능성이 높으므로, 메티오닌 용액의 제조는 통상 70℃ 이하의 온도에서 수행된다.The methionine solution and the inorganic iron solution are obtained by dissolving methionine and inorganic iron in distilled water, respectively. Although distilled water does not exclude primary distilled water, it is preferable to use distilled water, preferably 3rd or more, more preferably 5th or more. Examples of the inorganic iron used in the preparation of methionine-Fe chelate include FeSO 4 · 7H 2 0 and FeSO 4 · 5H 2 0. In view of the solubility in distilled water, it is preferable to use FeSO 4 · 7H 2 O. It is preferable to keep it at high temperature at the time of melting. However, since methionine is likely to be denatured at a temperature of 70 ° C. or higher, the preparation of the methionine solution is usually performed at a temperature of 70 ° C. or lower.
얻어진 메티오닌 용액 및 무기태 철분 용액은 서로 혼합된다. 혼합시 메티오닌과 무기태 철분의 몰비는 통상 1:1 내지 2:1, 바람직하게는 2:1의 비율로 혼합된다. 혼합시 혼합 용액의 온도는 50℃ 이상의 온도로 유지되는데, 그 이유는 50℃ 이하로 내려갈 경우 생선 비늘 모양의 결정이 생성되기 때문이다.The obtained methionine solution and the inorganic iron solution are mixed with each other. The molar ratio of methionine and inorganic iron in mixing is usually mixed in a ratio of 1: 1 to 2: 1, preferably 2: 1. During mixing, the temperature of the mixed solution is maintained at a temperature above 50 ° C. because the crystals in the shape of fish scales when the temperature falls below 50 ° C.
생선 비늘 모양의 결정이 생기지 않도록 주의하면서, 알칼리 용액을 얻어진 혼합 용액에 첨가한다. 본 발명에 사용될 수 있는 알칼리 용액의 예로는 NaOH 수용액과 KOH 수용액을 들 수 있으나, 바람직하게는 NaOH 수용액이다. 본 발명의 구체예에 따르면, 메티오닌 113.13 g에 대하여 50% NaOH 60 ㎖를 첨가할 경우 침전물 회수율이 70%로 가장 좋은 결과를 제공하였다.An alkali solution is added to the obtained mixed solution, taking care not to cause fish scaly crystals. Examples of the alkaline solution that can be used in the present invention include an aqueous NaOH solution and an aqueous KOH solution, but preferably an aqueous NaOH solution. According to an embodiment of the present invention, addition of 60 ml of 50% NaOH to 113.13 g of methionine provided the best result with 70% precipitate recovery.
알칼리 수용액의 첨가 후, 혼합 용액은 냉각되고, 메티오닌-Fe 킬레이트는 침전된다. 냉각은 통상 0 - 30℃의 범위로 행해지나, 비용적인 측면을 고려해볼 때 실온으로 냉각하는 것이 바람직하다.After addition of the aqueous alkali solution, the mixed solution is cooled and methionine-Fe chelate precipitates. Cooling is usually performed in the range of 0 to 30 ° C., but in view of cost, it is preferable to cool to room temperature.
얻어진 침전물을 여과를 통해 회수하고, 이를 건조함으로써 순수한 메티오닌-Fe 킬레이트를 얻을 수 있다. 여과시 거름 종이의 세밀도에 따라 추출시간 및 여과되는 양이 의존하나, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 사용되는 원료의 양, 생성된 메티오닌-Fe 킬레이트의 양, 추출에 소요되는 시간, 수득율 등을 고려하여 적절한 세밀도를 가진 거름 종이를 선택할 수 있을 것이다. The obtained precipitate can be recovered by filtration and dried to obtain pure methionine-Fe chelate. Although the extraction time and the amount to be filtered depend on the fineness of the manure paper during filtration, the person skilled in the art should know the amount of raw materials used, the amount of methionine-Fe chelate produced, and the time required for extraction. In consideration of the yield and the yield, it is possible to select a manure paper having an appropriate fineness.
또한, 본 발명은 상기 메티오닌-Fe 킬레이트를 유효성분으로 함유하는 사료첨가제를 제공한다. The present invention also provides a feed additive containing the methionine-Fe chelate as an active ingredient.
본 발명자들은 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트의 사료첨가제로서의 효용을 확인하기 위하여, 먼저 Fe의 공급형태에 따른 산란계의 생산성 및 계란(난황)내 철분의 함량을 분석하였다. 시험사료는 시중에서 시판되고 있는 대표적인 산란중기 사료를 구입하여 대조군에 사용하였으며 여기에 첨가되는 Fe의 형태와 수준에 따라 실험군을 분류하였다(표 1 참조).In order to confirm the utility of the methionine-Fe chelate of the present invention as a feed additive, the present inventors first analyzed the productivity of laying hens according to the fed form of Fe and the iron content in eggs (egg yolk). Test feeds were purchased from representative commercial laying spawn feeds and used in the control group, and the experimental groups were classified according to the type and level of Fe added thereto (see Table 1 ).
메티오닌-Fe 킬레이트는 상기에서 제조한 철분함량 15%의 본 발명품을 사용하였으며, 비교군으로는 시중에서 구입한 아미노산과 철분복합물 형태의 제품으로 철분함량이 6%인 것을 사용하였다.Methionine-Fe chelate was used as the iron content of the present invention prepared in the above 15%, the comparative group was used in the form of the amino acid and iron complex commercially purchased in the iron content of 6%.
각각의 실험군에 대하여 산란율(hen-day, hen housed egg production), 평균난중, 연파란율 등을 측정한 결과, 사양 성적이나 계란 품질에 있어서 특정 철분 공급원에 따른 영향은 크지 않은 것을 알 수 있었다(표 2 참조).As a result of measuring the egg production rate (hen-day, hen housed egg production), mean weight, and annual egg yield for each experimental group, it was found that the influence of specific iron source on the specification performance and egg quality was not significant ( See Table 2 ).
한편, 산란계 사료내의 철분 공급원과 수준을 달리 하였을 때 시험사료 급여 후 시간 경과에 따른 계란내 철분 전이율을 확인한 결과, 시험사료 급여 후 10일 까지는 대조군을 제외한 실험군간에 유의한 차이가 나타나긴 하지만 특정 경향치를 보이지 않다가 15일 이후부터는 본 발명의 메티오닌-Fe 처리군에서 가장 높은 값을 나타내었다. 15-40일의 평균치 및 35-40일의 평균치는 대조군에 비해 각각 18%와 23%가 높았다. 결론적으로 계란으로의 철분전이율은 메티오닌-Fe 킬레이트 처리군에서 가장 우수하게 나타났으며 철분 함량이 최대치에 도달하는 시간은 시험사료 급여 후 15일 전후였다(표 3 참조).On the other hand, when iron levels in laying hens were different from the source of iron, the rate of iron transfer in eggs was confirmed as the time passed after the feeding of the test diet. From 15 days after the trend was not shown, the highest value was obtained in the methionine-Fe treatment group of the present invention. The mean of 15-40 days and the mean of 35-40 days were 18% and 23% higher than the control, respectively. In conclusion, the iron transition to eggs was the highest in the methionine-Fe chelate-treated group, and the peak time of iron content was about 15 days after feeding the test feed (see Table 3 ).
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다. However, the following Examples and Experimental Examples are only illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following Examples and Experimental Examples.
<실시예 1> 메티오닌-Fe 킬레이트의 제조Example 1 Preparation of Methionine-Fe Chelate
용량이 2 ℓ인 비이커에 순도 99%인 메티오닌 113.13 g과 5차증류수 1ℓ를 함께 넣고 핫플레이트(hot plate) 위에서 교반하며 온도를 70℃ 이하를 유지하면서 (온도가 70℃ 이상의 고온으로 올라갈 경우 용해도는 빠르나 메티오닌 변성의 우려가 있으므로 되도록 이 범위를 넘지 않도록 한다) 완전히 녹였다. 500 ㎖ 비이커에 99%의 FeSO4.7H2O 106.38 g과 5차증류수 200 ㎖을 넣고 마찬가지로 핫플레이트 위에서 완전히 녹였다. 첨가되는 메티오닌과 FeSO4.7H2O의 양이 각각 113.13 g과 106.38 g인 이유는 이 두 물질의 몰비(mole ratio)가 2:1이 되게하기 위함이며 몰비가 2:1일 때 흡수 이용성이 가장 좋기 때문이다. 완전히 녹인 메티오닌과 FeSO4.7H2O를 함께 섞어서 계속 교반시키면서 재결정이 일어나지 않는 범위에서 온도를 낮추고 계속 교반하면서 50% 농도의 NaOH 60 ㎖을 첨가하였다. 실온에서 방냉시킨 후 진공 펌프를 이용하여 여과하여 침전물을 회수하였고, 상기 침전물을 드라이 오븐에서 완전히 건조시킨 후 미세한 가루 형태가 되도록 잘게 분쇄한 다음 자연건조시켜 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트를 제조하였다.In a 2 L beaker, 113.13 g of 99% pure methionine and 1 L of 5th distilled water were added together and stirred on a hot plate while maintaining the temperature below 70 ° C (solubility when the temperature rises above 70 ° C). Is fast but should not exceed this range as there is a risk of methionine degeneration). 500 ㎖ in a beaker of 99% of FeSO 4 .7H 2 O 106.38 g distilled water and put into a 5 200 ㎖ similarly completely dissolved on a hot plate. The reason that the amount of methionine and FeSO 4 .7H 2 O to be added in each of 113.13 g and 106.38 g are the molar ratio of the two materials (mole ratio) of 2: 1 in order to make the mole ratio of 2: 1 when the absorbent utilization Because it is the best. While completely dissolved by mixing with a methionine and FeSO 4 .7H 2 O stirring continued while continuing stirring to lower the temperature in the range of recrystallization does not occur was added NaOH ㎖ 60 and 50% concentration. After cooling to room temperature, the precipitate was recovered by filtration using a vacuum pump. The precipitate was completely dried in a dry oven, pulverized finely to form a fine powder, and then naturally dried to prepare the methionine-Fe chelate of the present invention.
본 발명자들은 또한, 제조된 메티오닌-Fe 킬레이트에서 Fe가 실제로 킬레이트를 형성하고 있는지를 확인하기 위하여 pH의 변화에 따른 수용액 중 Fe와 Fe 이온(Fe++)의 농도를 측정한 결과, 용해된 철분의 약 1/4이 이온화되어 용해된 철분의 3/4은 킬레이트 상태로 존재하는 것을 확인하였다(도 5).The present inventors also measured the concentration of Fe and Fe ions (Fe ++ ) in aqueous solution according to the change of pH in order to confirm whether Fe actually chelates in the prepared methionine-Fe chelate, the dissolved iron powder It was confirmed that about one quarter of the ion was dissolved and three quarters of the dissolved iron was present in the chelate state ( FIG. 5 ).
<실험예 1> 메티오닌 Fe 킬레이트와 다른 Fe 킬레이트 제제와의 철분 함량의 비교Experimental Example 1 Comparison of Iron Contents between Methionine Fe Chelate and Other Fe Chelate Agents
본 발명자들은 AOAC(1990)의 습식법(wet ashing method)을 이용하여 전처리한 후 ICP(Inductively Coupled Spectrometer, Jovon Yvon, JY-24, France)를 이용하여 정량분석 하였다. 그 결과, 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트의 철분 함량은 15%로 확인되었으며, 기존의 상품화되어 있는 어베일라-Fe(Availa-Fe, Alltech, USA)의 철분 함량은 6%로 확인되었다. The present inventors were pretreated using the wet ashing method of AOAC (1990) and then quantitatively analyzed using an ICP (Inductively Coupled Spectrometer, Jovon Yvon, JY-24, France). As a result, the iron content of the methionine-Fe chelate of the present invention was found to be 15%, and the iron content of the commercialized Avella-Fe (Availa-Fe, Alltech, USA) was found to be 6%.
<실험예 2> Fe의 공급형태에 따른 산란계의 생산성 및 계란(난황)내 철분의 함량 분석Experimental Example 2 Production of Laying Hens and Iron Contents in Eggs
시험동물은 30주령 산란계(ISA-Brown) 80수를 대조군을 포함하여 총 10개의 실험군으로 분류하여 처리당 4 반복, 반복당 2수 씩(처리당 8수 씩 총 80수) 난괴법(randomized block design)으로 배치하였다. 시험사료는 시중에서 시판되고 있는 대표적인 산란중기 사료를 구입하여 대조군에 사용하였으며 여기에 첨가되는 Fe의 형태와 수준에 따라 실험군을 분류하였다(표 1 참조).The test animals were divided into 80 groups of 30-week-old laying hens (ISA-Brown) into 10 experimental groups, including the control group. design). Test feeds were purchased from representative commercial laying spawn feeds and used in the control group, and the experimental groups were classified according to the type and level of Fe added thereto (see Table 1 ).
메티오닌-Fe 킬레이트(Met-Fe)는 상기 실시예 1에서 제조한 철분함량 15%의 본 발명품을 사용하였으며, Availa-Fe는 시중에서 구입한 아미노산과 철분복합물 형태의 제품으로 철분 함량이 6%인 것을 사용하였다.Methionine-Fe chelate (Met-Fe) was used in the present invention of the iron content of 15% prepared in Example 1 , Availa-Fe is a product of the commercially available amino acid and iron complex form of iron content of 6% Was used.
시험사료는 40일간 급여하였으며, 시험사료 급여 전 1주일의 적응기간을 두고 전 실험군에 대조군 사료만 급여하였다. 물과 사료는 자유채식하도록 하였으며 점등관리는 일일 16시간으로 고정하였다.The test feed was fed for 40 days, and the control group was fed only to the control group for 1 week before the test feed. Water and feed were allowed to be vegan and lighting management was fixed at 16 hours per day.
산란율(hen-day, hen-housed egg production), 평균난중, 연파란율 등을 매일 측정하였으며, 사료 섭취량은 주 1회 측정하여 사료 전환율을 산출하였다. 시험개시 후 10일간은 2일에 한번 (0, 2, 4, 6, 8, 10일) 계란내 철분을 측정하기 위해 실험군당 5개의 샘플을 채취하였으며 그 이후는 5일에 한번씩 측정하였고 채취한 샘플은 끓는물에서 삶은 후 응고된 난황을 분리하여 계란내 철분을 분석하였다. 난황내 철분분석은 AOAC(1998) 방법에 준하여 습식법(wet ashing method)으로 전처리 한 후 ICP(Jovon Yvon, JY-24, France)를 이용하여 측정하였으며, 전란 100 g중 철분함량 기준으로 환산하였다. The egg production rate (hen-day, hen-housed egg production), average egg weight, annual blue egg rate, etc. were measured daily, and feed intake was measured once a week to calculate feed conversion rate. Ten days after the start of the test, five samples were taken per experimental group to measure iron in eggs once every two days (0, 2, 4, 6, 8, 10 days), and then once every five days. The sample was boiled in boiling water and the coagulated egg yolk was separated to analyze the iron in the egg. Iron analysis in yolk was measured using ICP (Jovon Yvon, JY-24, France) after pretreatment using wet ashing method according to AOAC (1998) method and converted to iron content in 100 g of egg.
산란계에 대한 40일간의 사양시험에서 얻어진 산란율, 사료섭취량, 사료요구율 등에 대한 결과를 표 2에 나타내었다. Table 2 shows the results of laying rate, feed intake, feed demand, etc., obtained from the 40-day feeding test.
시험사료 급여 40일간의 결과에서 일계산란율(hen-day egg production)은 FeSO4 100 ppm 처리군에서 가장 높았고(도 2), 산란지수(hen-housed egg production)는 대조군과 메티오닌-Fe 킬레이트 100 ppm 처리군에서 다른 실험군들에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). 사료 섭취량에 대한 40일간의 사양성적에서는 T1, T5, T8, T10 실험군이 T4, T6, T7 실험군보다 낮은 값을 보였으며, 사료전환율에 있어서는 T4 실험군이 T1, T2, T10 실험군보다 유의하게 높은 값을 나타내었다. 연파란율은 T5 군과 T10 군에서 유의하게 높았으며 T8 군에서 가장 낮았고 난각강도는 T6 실험군에서 가장 높게 나타났고 T1 실험군에서는 가장 낮았다. 난중은 T6 실험군에서 가장 낮게 나타났으며 T5 실험군에서 가장 우수한 성적을 나타내었다(도 3).In the 40 days of feeding, the hen-day egg production was the highest in the FeSO 4 100 ppm treatment group ( Figure 2 ), and the hen-housed egg production was 100 ppm in the control and methionine-Fe chelates. The treatment group was significantly higher than the other groups (p <0.05). T40, T6, and T10 test groups showed lower values than the T4, T6, and T7 test groups for 40 days of feeding intake, and T4 test group showed significantly higher values than T1, T2, and T10 test groups. Indicated. The soft opacity was significantly higher in T5 and T10 groups, the lowest in T8 group, and the eggshell strength was highest in T6 group and lowest in T1 group. Egg weight was the lowest in the T6 experimental group and showed the best results in the T5 experimental group ( FIG. 3 ).
위의 결과를 종합해 보면 어떤 결론을 도출해 내기는 어려우나 사양 성적이나 계란 품질에 있어서 특정 철분 공급원에 따른 영향은 크지 않은 것을 알 수 있다. 한편 산란계 사료내의 철분 공급원과 수준을 달리 하였을 때 시험사료 급여 후 시간에 경과에 따른 계란(난황)내 철분 전이율은 표 3에 나타낸 바와 같다.Taken together, it is difficult to draw any conclusions, but the impact of specific iron sources on specification performance and egg quality is not significant. The iron transfer rate in eggs (egg yolk) with time after dietary supplementation at different levels of iron sources in laying hens is shown in Table 3 .
1 : 실험개시후의 경과일 1: Day after experiment
* : Iron(㎎/100g egg) *: Iron (mg / 100g egg)
시험사료 급여 후 10일 까지는 대조군을 제외한 실험군 간에 유의한 차이가 나타나긴 하지만 특정 경향치를 보이지 않다가 15일 이후 부터는 메티오닌-Fe 킬레이트 처리군에에서 가장 높은 값을 나타내었다. 15-40일의 평균치는 전란 100 g 당 2.37 ㎎, 그리고 35-40일 평균치는 2.44 ㎎ 으로 대조군의 2.01 ㎎에 비해 각각 18%와 23%가 높았다. 결론적으로 계란으로의 철분전이율은 메티오닌-Fe 킬레이트 100 ppm 처리군에서 가장 우수하게 나타났으며 철분 함량이 최대치에 도달하는 시간은 시험사료 급여 후 15일 전후였다(표 3 및 도 4).Although there was a significant difference between the experimental groups except the control group up to 10 days after the feeding, no specific trend was observed, but after 15 days, the methionine-Fe chelate treatment group showed the highest value. The mean of 15-40 days was 2.37 mg per 100 g of egg and 2.44 mg of 35-40 days, which was 18% and 23% higher than 2.01 mg of control group, respectively. In conclusion, the iron transition to eggs was the best in the 100 ppm methionine-Fe chelate treated group, and the maximum iron content was about 15 days after feeding the test feed ( Table 3 and Figure 4 ).
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트는 다른 Fe 킬레이트제제 보다 철분 함량이 높을 뿐만 아니라 가축에서 체내 흡수 이용률을 높여 빈혈에 따른 가축의 생산성 저하를 방지할 수 있으며 특히 모돈 및 포유자돈 사료에 첨가시 이유자돈의 빈혈을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트는 계란으로의 철분전이율이 우수하여 철분함량이 뛰어난 계란을 생산할 수 있으므로 철분공급용 사료첨가제로서 유용하게 사용될 수 있으며, 현재 일부 수입되고 있는 킬레이트화 미네랄(chelated minerals)을 대체할 수 있어 외화 절약의 효과도 기대할 수 있다.As described above, the methionine-Fe chelate of the present invention not only has a higher iron content than other Fe chelating agents, but also increases the absorption rate of the body in livestock, thereby preventing a decrease in productivity of livestock due to anemia. When added to, it can effectively prevent anemia of weaning piglets. In addition, the methionine-Fe chelate of the present invention can be used as a feed additive for iron supply, because it can produce eggs with excellent iron content due to the excellent iron transfer rate to eggs, and is currently partly imported chelated minerals ), It is possible to expect the effect of saving foreign currency.
도 1은 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트의 제조공정을 보여주는 개략도이고, 1 is a schematic view showing a process for preparing methionine-Fe chelate of the present invention,
도 2는 일반사료를 급여한 대조군과 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트를 포함한 여러 철분 공급원을 농도별로 사료에 첨가하여 급여한 후 일계산란율(hen-housed egg production)의 변화 정도를 나타낸 그래프이며, Figure 2 is a graph showing the degree of change in the hen-housed egg production after feeding and feeding a variety of iron sources, including the control group fed the general feed and methionine-Fe chelate of the present invention by concentration,
도 3은 일반사료를 급여한 대조군과 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트를 포함한 여러 철분 공급원을 농도별로 사료에 첨가하여 급여한 후 난중(egg weight)의 변화 정도를 나타낸 그래프이고, Figure 3 is a graph showing the degree of change in egg weight (egg weight) after feeding by feeding the iron feed, including the control group and the methionine-Fe chelate of the present invention in the feed fed by the general feed,
도 4는 일반사료를 급여한 대조군과 본 발명의 메티오닌-Fe 킬레이트를 포함한 여러 철분 공급원을 농도별로 사료에 첨가하여 급여한 후 계란내 철분 전이율의 변화 정도를 나타낸 그래프이고, Figure 4 is a graph showing the degree of change in the iron transfer rate in eggs after feeding and feeding a variety of iron sources, including the methionine-Fe chelate of the present invention and the control group fed normal feed,
도 5는 pH에 따른 수용액중에 포함되어 있는 철분(Fe)과 철분이온(Fe++)의 농도를 비교하여 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a comparison of the concentration of iron (Fe) and iron ions (Fe ++ ) contained in the aqueous solution according to pH.
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