KR100531695B1 - 수질 개선제로 메틸설포닐메탄을 이용하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법 - Google Patents

수질 개선제로 메틸설포닐메탄을 이용하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법은 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)을 이용함을 특징으로 하되, 더욱 구체적으로는 본 발명에 따른 양식 방법은 성장 촉진용 또는 육질 개선용 사료 첨가제로서 MSM을 함유하는 사료를 수중 생물 및 육상 생물에게 공급하거나 또는 수질 개선제로서 MSM을 첨가한 물을 양식 공급수로 이용하여 양식함을 특징으로 한다.

Description

수질 개선제로 메틸설포닐메탄을 이용하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법 {A METHOD FOR RAISING AN AQUATIC AND LAND ORGANISM USING METHYL SULFONYL METHANE AS AN AGENT FOR ENHANCING WATER QUALITY}
본 발명은 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)을 이용함을 특징으로 하며, 더욱 구체적으로는 성장 촉진용 또는 육질 개선용 사료 첨가제로서 MSM이 함유된 사료를 수중 생물 또는 육상 생물에게 공급하거나 또는 수질 개선제로서 MSM이 첨가된 물을 양식 공급수로 이용하여 양식함을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법에 관한 것이다.
종래의 질병 치유에 있어서, 천연 식이 유황 성분에 대한 연구가 수행되었다. 그 결과로, 1963년 제이콥 박사(Dr.jacob)가 처음으로 미국 외과 의사 대학회의에서 DMSO(디메틸설폭사이드, Dimethyl Sulfoxide)의 근육 골격에 대한 장애, 피부 경화증, 관절염, 당뇨, 위궤양를 포함한 질환에 대한 임상 실험 결과를 발표한 이래, DMSO의 사용이 일반화되었다. 그러나, DMSO는 유황 물질이 가지고 있는 특유의 악취 때문에 이용이 중단되었다. 그 후, 제이콥 박사 등은 무독, 무취의 유황 성분을 찾고자 연구를 수행하였고, 그 결과 독성이 없고, 무미하며, 냄새가 전혀 없는 천연 식이 유황 성분으로서 순수한 상태에서 희고 투명한 가루형태인 MSM을 식물로부터 추출하는데 성공하였다.MSM은 DMSO로부터 유도된 물질로서, 이의 약리 작용을 기초로 하여, 식품 첨가제, 의약품 캡슐, 도포용 화장품으로 제형화되어, 항암제, 해독제, 근육통 치료제, 통증 완화제, 항우울제, 염증 치료제, 피부 외용제 등으로 다양하게 사용되고 있다.현재까지 알려진 MSM의 작용으로는 1)통증 완화, 2)염증 억제, 3)우수한 약물 전달계에서 약물 전달 담체로서의 용도, 4)혈관 팽창 및 혈액 흐름의 개선, 5)노화 방지, 6)장의 연동 작용에 의해 변비 개선 및 7)피부 조직을 이루는 성분으로서 콜라겐(Collagen)의 교차 결합 과정을 변화시켜 빠르게 흉터 조직을 감소시키는 작용 등이 있다.MSM은 천연에 존재하는 물질로 포유동물의 우유, 신선한 과일과 채소 등에 많은 양이 농축되어 함유되어 있지만, 이러한 물질 속에 들어있는 MSM은 그의 다양한 생리학적 효과에 반하여 그 양이 너무 작아, 현재는 천연 생물로부터 추출하여 얻어낸 것을 사용하기보다는 화학적으로 합성된 MSM을 사용하고 있다.MSM은 하기의 화학식 1에서 보는 바와 같이 펄프와 제지공장에서 나오는 부산물로서 알려진 DMS(디메틸설파이드, Dimethyl sulfide) 및 DMSO를 과산화 수소와 같은 산화제의 존재하에, 산화시킴으로써 제조할 수 있다. 하기 반응식에 나타낸 반응을 수행함에 있어서, MSM을 제조하기 위한 반응 조건 및 출발물질로서 DMS(자연 황을 함유한 유리메틸기의 결합에 의해 제조됨) 및 DMSO의 제조 방법 등에 대해서는 당업계에 자명하게 알려져 있다(Total Health, 1998, "MSM", Feb/Mar., Vol.20, No.1, 30). 현재 어류, 갑각류, 조개류 등의 수중 생물의 양식은 연안 가두리 양식장 및 내수면 양식장에서의 방류식 및 순환식 양식법에 의해 이루어지고 있다. 그러나, 상기와 같은 양식법은 양식하는 동안에 수질오염이 증가되어, 양식하고자 하는 수중 생물의 성장이 저하되거나, 심지어는 폐사가 발생하기 때문에 수중 양식 생물의 품질저하 등과 같은 문제가 발생한다. 더욱이, 정부의 맑은 물 공급 정책과 수질환경 규제 강화로 인해, 수중 생물의 양식시 수질 개선에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 뿐만 아니라, 육상 생물도 마찬가지로 양식시 발생하는 오염수로 인하여, 사육 환경의 개선이 요구되고 있다.
또한, 수중 생물 및 육상 생물의 양식에 이용되어온 종래의 양식 사료는 부영양화 등 그 자체가 수질을 오염시키므로, 수질의 오염 없이 수중 양식 생물의 성장 및 육질을 개선시킬 수 있는 사료에 대한 개발이 당업계에서 절실하게 요구되고 있는 실정이다.비록 MSM이 당업계에서 다양한 질환의 치료를 위한 약학적 조성물의 유효 성분으로서 사용된 많은 예가 있지만, MSM이 수중 생물 및 육상 생물의 양식에 사용하여 수질환경 개선 및 어류 등의 수중 생물과 돼지와 같은 육상 생물의 성장 촉진 및 육질 개선에 있어서 현저한 효과를 나타낼 수 있다는 것은 전혀 보고된 바가 없었다.이에 본 발명자들은 수질 오염을 일으키지 아니하며, 수중 생물 및 육상 생물의 성장 촉진 및 육질을 개선하기 위한 양식 또는 사육 방법을 개발하고자 많은 연구를 수행한 결과, MSM을 수질 개선제로 양식 어장의 물에 첨가하거나, 또는 수중 생물 및 육상 생물의 사료에 첨가할 경우, 수질 오염 없이 개선된 육질을 갖는 수중 생물 및 육상 생물을 양식할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)을 공급하는 것을 특징으로 하는 수중 생물, 바람직하게는 어류, 갑각류 및 조개류로부터 선택된 수중 생물, 더욱 바람직하게는 어류, 가장 바람직하게는 뱀장어 및 육상 생물, 바람직하게는 돼지의 양식 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 MSM을 유효 성분으로 하여 수중 생물 및 육상 생물의 육질 개선 또는 성장 촉진을 위한 양식 생물의 사료 첨가제로서 공급하는 것을 포함하는 양식 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 MSM을 수질 개선제로서 첨가한 물을 양식 공급수로 사용하는 양식 방법을 제공하는데 있다.
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이에 상기의 목적을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법은 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명에 따른 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법은, 양식 생물의 육질 개선용 및 성장 촉진용 사료 첨가제로서 MSM을 양식 생물의 사료에 첨가하고, 이를 양식 생물에 공급함을 특징으로 한다.
또 다르게는, 본 발명에 따른 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법은, 양식 생물을 양식함에 있어서 양식장 물의 수질 개선제로서 MSM을 첨가한 물을 양식 공급수로 사용하는 것을 특징으로 한다.이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
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본 발명에서 사용된 용어는 다음과 같은 의미를 갖는다.
본 발명에서 사용된 용어 "양식"은 수중 생물의 양식 및 육상 생물의 사육을 포함하는 의미로 사용되며, "양식장"은 수중 생물의 양식 어장 및 육상 생물의 사육장을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, "양식 생물"은, 식용 및 애완용으로 사용하기 위해 양식 또는 사육하는 수중 생물 및 육상 생물을 포함하며, 이러한 양식 생물에 대해서는 당업자에 의해 용이하게 인식될 것이다.
또한, "양식 공급수"는 수질이 개선되는 것이 요구되는 임의의 물을 의미하며, 예컨대 육상 동물들이 마시는 물 또는 수중 생물이 양식되는 환경의 물을 전부 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 MSM을 양식 생물의 사료 첨가제로서 사료 조성물에 첨가하는 것을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법을 제공한다.
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상기 사료 조성물에 첨가되는 MSM의 농도는 통상적으로 사용되는 특정 사료 ㎏ 당 0.001 내지 500 g, 또는 MSM이 함유된 사료 총 중량에 대하여 0.0001 내지 50 %(중량/중량)의 양일 수 있다. 그러나, MSM의 첨가 농도는 상기 범위에만 한정되지 않고, 특정 양식 생물의 종류, 사용된 특정 양식 사료, MSM에 대한 양식 생물의 민감성, 특정한 수중 생물 및 육상 생물 양식 시스템의 종류 등과 같은 다양한 인자들에 의해서 변화될 수 있다. MSM의 최적의 첨가 농도에 대해서는, 당업자에게 자명하게 인식될 것이다.
본 발명에 따르면, 수중 생물 및 육상 생물에게 MSM이 포함된 사료를 공급할 경우, 양식 생물의 성장을 촉진할 수 있다.
특히, 뱀장어 및 돼지에 있어서, MSM이 함유된 사료를 공급할 경우, 체장/코기 및 무게/체중이 현저하게 개선된다.보다 상세하게는, 뱀장어의 경우, 상기와 같은 성장 촉진 효과는 식품 산업 분야에서 이용되는 머리 및 내장을 제거한 실질적인 육질 부분, 즉 육량에 있어서의 개선을 확인할 수 있다. (실시예 1 참조)또한, 본 발명에 따르면, 뱀장어에게 MSM이 포함된 사료를 공급할 경우, 식품으로서의 가치를 평가하기 위한 다즙성, 맛, 조직감 (육(肉)의 견고성, 점착성, 응집성, 탄력성, 뭉침성, 씹힙성 등에 있어서의 개선), 향기 등이 생육 및 가열육 모두에서 향상된다. (실시예 3, 4 및 6 참조) 또한, 본 발명에 따르면, 뱀장어에게 MSM이 함유된 사료를 공급할 경우, 자연산 뱀장어와 유사한 선명한 뱀장어의 육색을 얻을 수 있다. (실시예 5 참조) 본 발명에 따른 상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 MSM을 수질 개선제로서 양식 공급수, 특히 양식장의 물에 적정한 농도, 즉 어장 또는 양식 어장 물 1 ℓ당 MSM을 0.00001 내지 100 g의 양이 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법을 제공한다.그러나, MSM의 첨가 농도는 상기 범위에만 한정되지 않고, 특정 양식 수중 생물 및 육상 생물의 종류, MSM에 대한 수중 생물의 민감성, 특정한 수중 생물 및 육상 생물 양식 시스템의 종류 등과 같은 다양한 인자들에 의해서 변화될 수 있으며, MSM의 최적의 첨가 농도에 대해서는 당업자에게 자명하게 인식될 것이다.
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본 발명에 따르면, 양식 공급수, 특히 양식 어장의 물에 MSM을 첨가할 경우, 양식어장의 사육수 및 배출수의 pH가 성장에 적합한 값으로 조절되며 (산성화 억제), 생물학적 산소 요구량 (BOD), 화학적 산소 요구량 (COD) 및 부유물질량 (SS)이 감소되어, 양식 공급수의 수질이 개선될 수 있다 (실시예 2 참조).
또 다르게는, 본 발명에 따른 수중 생물의 양식 방법은 MSM을 수질 개선제로서 양식 어장의 물에 공급하면서, 동시에 MSM이 포함된 사료를 양식 생물에게 공급함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 생리학적으로 유용한 기능을 갖고 있는 MSM을 양식 생물의 사료에 사료첨가제로서 혼합하여 양식 생물에게 공급함으로서 양식 생물의 육질 개선 및 성장 촉진을 이룰 수 있으며, 동시에 수질환경 개선이 가능하다.
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한편, 본 발명자들은 MSM이 담수 및 해수 모두의 수질을 개선할 수 있음을 발견하였다. 따라서 본 발명에 따른 수중 생물의 양식 방법은 해수 수중 생물 및 담수 수중 생물 중 어떠한 수중 생물의 양식에도 이용할 수 있으며, 바람직하게는 어류, 갑각류 및 조개류로부터 선택된 수중 생물, 더욱 바람직하게는 어류, 가장 바람직하게는 뱀장어의 양식에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수중 생물의 양식 방법이 적용될 수 있는 양식 환경에 대해서는 특별히 한정되지는 않지만, 근해어장에서 행해지고 있는 각종 가두리 양식장 및 내수면 양식장에 적용할 수 있으며, 이 경우 MSM은 양식어장의 물에 첨가되어 홍조 현상과 같은 오염을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수중 생물의 양식 방법이 적용될 수 있는 양식 환경으로, 관상용 어항, 관상용 수중 생물 사육장, 연못, 수족관 등을 예로 들 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 양식 방법은 종래에 알려진 수중 생물 양식시설 배출수 수질 기준에 맞는 각종 수질오염 개선 시스템, 예컨대 고밀도 순환 유동촉진 시스템 ((주)엔코엔탑(영등포구, 서울, 한국)에서 구입한 3가지 우점균 미생물(Psedomonas, Alcaligenes, Bacillus)을 사용하는 시스템으로서 (주)LCS 코리아(성동구, 서울, 한국)에서 개발한 시스템)에 MSM을 수질 개선제 또는 사료 첨가제로서 이용함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MSM은 수중 생물의 양식 환경에 있어서 수질을 개선하기 위한 목적으로 사용되는 것 뿐만 아니라, 수질 개선이 요구되는 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.단, 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
다음의 실시예에서, '처리구'는 MSM을 이용하여 양식을 수행한 군을 나타내며, '대조구'는 MSM을 사용하지 아니한 것을 제외하고는 처리구와 동일하게 실험을 수행한 군을 의미한다.또한, 이하 모든 실시예에서 1 개월은 4 주를 의미한다.
실시예 1: 성장촉진 효과 확인
본 실시예는 MSM의 사료 첨가제로서의 효과, 즉 어류에 있어서의 성장촉진 효과를 확인하기 위하여 실시하였다.
일괄적으로 체장 41 ㎝ 및 무게 130 g의 뱀장어를 각각 40 마리씩 선택하고, 사료 총 중량에 대하여 0.1 중량% 의 MSM(Cardinal Nutrition Co., Ltd., U.S.A)을 첨가한 뱀장어용 어류 사료(씨그린사 제조)를, 1개월 동안 하루에 2 번씩 마리당 평균 4 g/일(전체 총 중량의 2.5 %)의 양으로 매일 일정한 시간(아침 9시 및 저녁 9시)에 뱀장어에 공급하였다. 상기 실험을 위한 양식장은 갈릴리양식장(뱀장어 양식장, 경기도 파주시 소재)을 이용하였다.
사육 후의 MSM이 함유된 사료를 공급한 처리구 및 대조구 뱀장어의 체장과 무게는 하기 표 1에서 보는 바와 같다.
대조구 처리구
시작시 사료 공급(1 개월 후) 시작시 사료 공급(1 개월 후)
체장 41 ㎝ 49±6 ㎝ 41 ㎝ 55±4 ㎝
무게 130 g 198±11 g 130 g 260±8 g
상기 표 1에서 보는 바와 같이, MSM이 함유된 사료를 섭취한 처리구의 뱀장어가 MSM이 첨가되지 아니한 사료를 공급받은 대조구 뱀장어에 비하여 더욱 빠른 성장 속도를 가짐을 알 수 있었다. (도 1 참조)
한편, 식품 산업에서 이용될 수 있는 머리 및 내장을 제거한 육질 부분의 양(종종, '육량'이라 칭함)에 있어서 실질적인 증가가 있는지를 확인하기 위하여, 머리와 내장을 제거한 후 육량을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2 에 나타내었다.
대조구 처리구
내장을 제거한 무게(Eviscerated weight) 164±13 g 231±11 g
내장과 머리를 제거한 무게(dressed weight) 147±18 g 216±12 g
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 대조구에 비하여 처리구에서 실질적인 육량의 증가가 현저하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 상기 표 1의 결과와 비교하면, MSM이 함유된 사료를 제공받은 처리구 뱀장어의 성장과 대조구 뱀장어의 성장에 있어서의 차이는 대부분 육량에 있어서의 차이임을 알 수 있었다.
실시예 2: 수질개선 효과 확인
본 실시예는 MSM의 수질 개선제로서의 효과를 확인하기 위해 실시하였다.
뱀장어 사육용 수조에 고밀도 순환 유동 촉진 시스템(LCS KOREA)을 설치한 다음, MSM을 물 100 ㎏당 0.05 g의 양으로 물에 녹여서 1 개월의 생육기간 동안 지속적으로 하루 1번씩 50 톤의 수조에 공급하였다. 상기 기간 동안, MSM이 공급되지 아니한 대조구 수조와 MSM을 지속적으로 공급된 처리구 수조에서 발생하는 물거품의 양을 비교한 결과, 수질개선 효과가 육안으로 확인되었다.
또한, 어류의 질병 및 성장에 영향을 미치는 수질환경 개선기준을 판단하기 위하여, pH, 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 및 부유물질량 (SS)을 지수로 하여, 상기 실시예 1의 갈릴리양식장의 사육수 및 배출수에 대하여 상기 지수들을 측정함으로써 수질을 평가하고, 그 결과는 하기 표 3 에 나타내었다.
(단위:㎎/ℓ) 대조구(사육수,1 개월된 물) 처리구(사육수,1 개월된 물) 대조구(배출수) 처리구(배출수)
pH 4.8 6.8 4.3 6.6
BOD 7.95 5.13 9.15 5.24
COD 16.00 12.60 18.50 12.90
SS 26.00 17.00 32.00 21.00
상기 표 3에서 보는 바와 같이, pH의 경우, 처리구가 대조구 보다 더욱 높았으며, 이는 처리구가 수질의 산성화를 억제할 수 있다는 것을 의미한다. 한편, 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 부유물질량(SS)에 있어서는, 처리구가 대조구 보다 낮게 나타났으며, 이는 양식을 위한 수질 환경을 MSM이 개선할 수 있다는 것을 뜻한다.
상기와 같은 MSM의 수질 환경의 개선효과는, MSM이 궁극적으로는 사육조 내의 물을 정화시켜 치어는 물론 성어까지 어류성장에 필요한 적정한 수질환경을 개선하여, 기존의 성어 생산기간을 단축시키고 양식밀도를 최대한 높일 수 있도록 수질환경을 개선할 수 있음을 의미한다.
실시예 3: 육(肉)의 pH 및 보수력 확인
어류의 식품으로서의 가치는 어즙의 풍부성에 의해서 평가될 수 있다. 육편에서의 보수력은 등전점(양전하와 음전하가 같아 보수력이 최하인 점)과 밀접한 관련이 있는데, 육의 등전점인 pH 5.2의 값을 가질 때 보수력이 가장 낮고, 등전점에서 멀어질수록 보수력은 증가하게 된다. 즉, 등전점에서 pH가 벗어날수록 근간의 전하량의 차이가 생겨 반발함으로써 근간에 넓은 공간이 생기게 되어 수분을 많이 유지하게 된다. 따라서, 육의 보수력은 pH와 밀접한 관련이 있으며, 결과적으로 조직감이나 가열 수율에 직접적인 영향을 끼치게 되므로, 육의 보수력이 감소하면 육이 보유하고자 하는 수분의 량이 작아지게 되고, 이는 조리시 육질의 감소를 초래하여 탄력성이나 보습성이 떨어져 딱딱한 맛을 주게 된다. 이에 반하여, 보수력이 높은 육은 조직감에서 다즙성(juiciness)이 높기 때문에 씹었을 때 입안에서 많은 육즙이 나오므로 맛과 조직감을 동시에 증가시키는 요인이 될 수 있다.
본 실시예에서는 MSM이 함유된 사료를 이용하여 뱀장어를 양식한 후, 육의 다즙성을 평가함으로서 MSM의 육질 개선 효과를 확인하였다. 육질 다즙성 평가는 pH 및 보수력을 측정함으로서 평가하였다.
처리구 및 대조구의 육의 pH는 시료(등심부위) 10 g에 증류수 100 ㎖을 가하여 균질화기로 8000 rpm에서 30 초간 균질화한 후, 수소이온농도측정기(Horiba Co. Japan)로 측정하였으며, 보수력 측정은 AOAC법(Official Methods of Analysis, 16th edition, USA, 1995)의 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
대조구 처리구
pH 6.67 6.82
보수력 (%) 59.85 67.1
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 대조구의 pH가 처리구보다 약간 산성이었고, 보수력의 경우, 처리구가 대조구보다 높게 나타나 MSM이 육의 pH와 다즙성을 개선시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4: 관능평가
생육의 관능평가를 위하여, 상기 실시예 3에서 사용한 처리구 및 대조구의 뱀장어 중 5 마리씩으로부터 시료를 4×4 ㎝, 두께를 약 1 ㎝로 잘랐다. 또한, 가열육의 관능평가용 시료도 생육과 같은 크기로 잘라 200 ℃의 가열판 위에서 앞면을 200 초, 뒤집어서 30 초간 가열하여 얻어진 가열육에 대하여 관능평가를 실시하였다. 관능평가는 10 명의 페널을 정해서 10 점 만점으로 하되, 생육 및 가열육에 대하여 향기, 맛, 다즙성, 조직감, 종합 기호도를 평가하였다. 평가시, 처리구과 대조구에 대한 정보를 패널들에게 주지 않은 상태에서 실험을 진행하였다. 그 결과는 하기 표 5에 나타난 바와 같다.
대조구 처리구
향 6.4 8.1
맛 6.1 8.0
다즙성 6.4 8.3
조직감 6.8 8.3
종합기호도 6.1 8.0
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 향기, 맛, 다즙성, 조직감, 종합기호도의 모든 항목에서 처리구가 더욱 높은 패널 평가 결과가 얻어졌다. 상기와 같은 결과는 실시예 3의 육의 pH, 조직감, 보수력 측정 결과와 일치하는 것으로서, 본 발명에 따른 MSM을 첨가한 배합사료가 육질 개선의 효과가 있음을 알 수 있었다.
실시예 5: 육색의 변화 관찰
처리구와 대조구의 뱀장어를 각각 5 마리씩 도살한 후, 머리와 내장을 제거하였으며, 이를 절개한 면을 기준으로 육편의 색을 비교하여 평가하였다.
그 결과를 나타낸 도 2에서 보는 바와 같이, 대조구는 등과 지느러미가 회색빛을 띠고 배는 흰색을 띠고 있는 반면, 처리구의 지느러미는 흑암색을 나타내고 배는 약간의 황금빛을 나타내었다. 상기와 같은 결과는 자연산 뱀장어에만 나타나는 특이한 현상으로, MSM이 첨가된 배합 사료를 공급한 뱀장어에서 두드러지게 나타났다. 사육 1 개월 후 표피는 대조구에 비해 선명한 색조가 확연하게 나타났다.
또한, 처리구 및 대조구에서 원물 뱀장어와 머리와 내장을 제거한 육편의 등과 지느러미 부분 및 육편에서의 색의 선명도를 비교해 보았다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에서 보는 바와 같이, 처리구가 대조구에 비해 선홍색이 더 진하게 나타내는 것을 확인할 수 있었는데, 이와 같은 결과는 사료에 첨가된 MSM이 혈액의 생성과 운반에 관계하는 무기질인 철(Fe)과 아연(Zn)의 함량에 영향을 주기 때문인 것으로 사료된다.
실시예 6: 조직감 분석
상기 실시예 5에서 육색의 변화에 사용한 육편 중 복부 근육 조직편을 절취하여 즉시 신선한 상태에서 10% 포르말린 고정액에 침적시켰다. 3일간 고정액에 담아서 충분히 고정액을 침투시킨 후, 에탄올로 탈수한 다음 조직염색을 실시하였다(平尾秀一등, 東海水硏報, 16, 1957). 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 처리구가 대조구보다 세포조직이 일정한 상태로 유지되어 있어 탄력강화에 영향을 주는 것을 알 수 있으며, 색깔 역시 더욱 진하며 윤기가 흐르고, 지방조직이 감소하여 근육 조직이 조밀한 형태로 이루어지는 것을 볼 수 있다.
또한, 압착실험을 위하여, 장어부위를 무작위로 취하고 조직감 분석기(Texture analyzer; TA plus, LF 1078, Lioyd instruments, England)를 이용하여 전체 두께의 80 %까지 2 회 반복 압착 시험하여, 탄력성, 씹힘성, 응집성, 부착성 및 견고성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
견고성 점착성 응집성 탄력성 뭉침성 씹힘성
R-C 14.8457 1.3393 0.4104 0.6558 8.1717 6.2176
R-T 40.048 1.6668 0.4390 0.7226 24.2068 15.5663
B-C 0.6667 0.0402 0.5122 0.5881 0.3905 0.2360
B-T 1.1033 0.0419 0.6485 0.6872 0.7536 0.5162
R-C : 대조구 뱀장어(생육) R-T : 처리구 뱀장어(생육) B-C : 대조구 뱀장어(가열육) B-T : 처리구 뱀장어(가열육)
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 일정 변형을 일으키는 데 필요한 힘의 크기를 알아본 강도성(hardness) 및 씹힘성(chewingness)에서는 생육의 경우, 대조구에 비해 처리구가 2.5 배 정도 컸으며, 가열육에서도 대조구보다 처리구가 더 큰 값을 보였다. 또한, 어떤 물체를 형성하는 내부 결합력의 크기로서 응집성(cohesiveness)과 탄력성(springiness)도 대조구보다 처리구가 더 큰 값을 보였다. 뱀장어의 표면이 접착 부위에 달라붙는 힘을 극복하는 데 필요한 일의 양으로서 접착성(adhesiveness)과 뭉침성(gummness)을 살펴본 결과, 접착성은 대조구와 처리구 사이에 큰 차이가 없는 반면, 뭉침성은 생육의 경우 처리구가 대조구에 비해 3배정도 높은 수치를 보였고, 가열육 역시 처리구가 대조구에 비해 훨씬 큰 값을 보였다. 그 결과, 처리구가 대조구에 비하여 더 단단한 육질을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 조리시에도 육질의 흐트러짐 없이 단단하고 쫄깃한 조직감을 가지는 것을 확인할 수 있었다..
실시예 7: 육의 조성성분 분석
육을 구성하고 있는 각종 영양성분을 분석하여 MSM이 첨가된 사료를 급여함으로서 변화될 수 있는 육의 성분을 비교 분석하였다.
수분, 조지방, 조단백, 조회분 정량 등의 일반성분분석은 AOAC법(Official Methods of Analysis, 15th edition, USA, 1990)에 따라 분석하였다.
지방산은 Operator's Manual(Waters AccQ.Tag Amino acid Analysis system. 1993)에 따라 분석하였으며, 무기질 분석, 비타민 미네랄, 중금속 등의 분석은 AOAC법(Official Methods of Analysis, 16th edition, USA, 1995)의 방법에 준하여 실시하고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
단위: ㎎/㎏ 대조구 처리구
kcal/100 g 270.1 265.3
수분함량 (%) 59.8 67.1
회분 (%) 0.4 0.4
단백질 (%) 14.4 16.3
지질 (%) 22.2 19.9
섬유질 (%) 소량 소량
탄수화물 (%) 0.1 5.1
당 (%) 0.1 5.1
상기 표 7에서 보는 바와 같이, 열량과 조단백 및 조지방에 있어서, 수치상으로는 차이가 있지만 실제 사람이 직접 느끼기에는 미미한 차이를 보이고 있으며, 수분함량과 탄수화물, 당의 경우에는 처리구가 대조구 보다 월등히 높았다. 처리구에 있어서 수분함량이 높음에도 단백질 함량이 대조구에 비해 높다는 것은 큰 의미가 있으며, 월등히 높은 탄수화물의 함량은 근육내 글리코겐의 함량이 높음을 의미한다.이와 같이, 높은 단백질과 글리코겐 함량이 육질과 관능 특성에 긍정적인 효과를 나타내는 것으로 사료된다. 상기와 같은 결과로 미루어 볼 때, 탄력성과 맛이 처리구가 대조구 보다 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
뱀장어의 지방산을 비교분석 결과는 하기 표 8에서 보는 바와 같다. 표 8에서 보는 바와 같이, 포화지방산의 함량은 대조구와 처리구가 일정 수준량을 계속 유지하고 있고 불포화 지방산의 함량은 처리구가 증가했다. 불포화 지방산 중에서도 ω3계열인 EPA(Eicosaoentaenoic acid)와 DHA(Docosahexanenoic acid)의 함량이 처리구에서 현저하게 상승하였고, 면역 활성의 지표로 삼는 (C20:3 + C20:4)/C18:2의 비율이 대조구가 0.613, 처리구가 0.85로 나타나 처리구의 경우, 면역 활성이 현저하게 증가하였음을 확인할 수 있었다.따라서, MSM이 첨가된 배합 사료가 면역력 증강과 영양적 측면에서 긍정적인 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.
단위 (g/100 g) 대조구 처리구
미스트르산 C14:0 5.055 4.5
팔미트산 C16:0 33.34 36.64
팔미톨레산 C16:1 0.254 0.22
스테아르산 C18:0 0.241 0.112
올레산 C18:1 16.88 42.41
리놀레산 C18:2 1.36 1.34
α-리놀렌산 C18:3 0.39 0.712
에이코세노산 C20:1 4.02 3.174
에이코사디에노산 C20:2 0.498 0.183
에이코사트리에노산 C20:3 0.122 0.112
아라키돈산 C20:4 0.712 1.027
EPA C20:5 2.31 3.58
DHA C20:6 5.16 5.83
뱀장어의 무기질을 비교분석 결과는 하기 표 9에 나타내었다. 표 9에서 보는 바와 같이, 처리구는 대조구에 비해서 칼슘, 나트륨, 철의 함량은 줄어드는 반면에 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 아연(Zn), 구리(Cu)의 함량이 늘어났다.
단위 (㎎/㎏) 대조구 처리구
Ca 601.03 430.1
Mg 244.2 250.8
Mn 1.2 1.2
Na 956.4 775.8
K 3211.9 3414.8
Fe 41.7 41.2
Ti 0.6 1.7
Co trace 0.5
Zn 16.9 22.7
Cu 3.9 7.1
뱀장어의 비타민 성분을 비교분석 결과는 하기 표 10에서 보는 바와 같다. 하기 표 10에서 보는 바와 같이, 두 그룹간에 확연한 차이는 나타나지 아니하여 MSM이 첨가된 배합 사료는 뱀장어 등의 어류에 있어서 큰 영향을 미치지 아니함을 알 수 있었다.
대조구 처리구
비타민 A(㎍/㎏) 105 121
비타민 C(㎎/㎏) 0.1 0.16
뱀장어의 중금속을 비교분석 결과를 나타낸 표 11에서 보는 바와 같이, 카드뮴과 납의 함량 차이는 미미한 수준이었고, 두 그룹 모두 식품 등의 식품위생법 기준 및 규격의 기준인 2 ㎎/㎏이 넘지 아니하였다.
단위 (㎎/㎏) 대조구 처리구
Cd 1.2 1.3
Pb 1.8 1.8
실시예 8: 돈육에 대한 육질개선 효과 확인
삭제
파주시에 위치한 건국대학교 부설 목장의 양돈장에서 MSM이 돈육의 육질개선에 미치는 효과를 확인하기 위하여, 돼지 비육용 사료(축협사료)에 대해 0.1 중량%의 MSM이 첨가된 사료와 MSM이 첨가되지 아니한 사료만을 각각 1 개월간 급여한 후, 증체량 및 육질의 개선효과를 확인하였다. 본 실시예에 사용한 돼지는 처리구 및 대조구 각각 5 마리로 하였으며, 사료 급여전 대비 급여후의 증체량과 도축 후 등심의 pH 및 보수력을 측정하여 육질개선에 미치는 영향을 조사하였다.
1 개월간 급여시킨 후의 증체량을 조사한 결과, 처리구의 경우 다소 체중이 증가한 것으로 나타났으나, 유의적인 차이는 없는 것이 확인되었다.
대조구(㎏) 처리구(㎏)
급여전 53.8±7.8 54.6±8.9
급여후 69.8±10.7 71.4±7.6
도축한 돼지의 등심의 육색을 육색 측정기(Color meter, Chromometer, CR 210, Minolta, Japan)를 사용하여 측정한 결과, MSM이 첨가된 사료를 섭취한 처리구에서 적색도 및 황색도가 증가하는 것으로 나타났으며, 명도는 감소하는 것이 확인되었다. 일반적으로 적색도가 증가하는 것은 육 중의 수분을 다량으로 보유할 수 있는 것을 뜻하며, 이는 보수력이 높다는 것을 의미한다. 이는 pH 측정의 결과와도 일치한다. 돈육의 등전점은 pH 5.2 부근으로 상기 pH에서 멀어질수록 보수력은 증가하게 된다. 즉, MSM이 첨가된 사료를 섭취한 처리구가 MSM을 섭취하지 아니한 대조구에 비하여 약 0.5 정도가 높다는 것은, MSM에 의해 육질이 개선되며, 이는 보수력에 직접적인 영향을 초래할 수 있음을 나타낸다고 할 수 있다. 가열 감량에 의한 보수력 측정에서도 상기와 같은 결과가 나타나, MSM을 사료 첨가제로서 첨가하는 것이 육질개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다.
시험항목 대조구(㎏) 처리구(㎏)
pH 5.67±0.07 6.12±0.05
육색 L 46.72±5.47 39.17±3.48
a 14.03±2.15 18.64±1.97
b 2.13±0.24 3.09±1.07
가열수율(%) 65.67±7.99 76.49±6.75
pH : 등심 5 g을 취하여 증류수 20 ㎖와 혼합한 후, 균질기(Model NO. T25, Janken&Kunkel, Germany)로 8,000 회전수/1 분간 균질화한 다음, 유리전극 pH 측정기로 측정;
L(lightness, 명도), a(redness, 적색도), b(yellowness, 황색도); 가열수율 : 나일론/PE 봉지에 5×5×5 ㎝크기의 육을 넣고 75 ℃에서 30 분간 가열한 후, 무게를 측정하여 원료육의 무게에 대한 백분율로 계산.
삭제
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 사료 첨가제로서 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)을 사료에 포함하거나 또는 수질 개선제로서 양식장의 공급수로 사용하는 양식 방법으로, 양식 생물의 성장을 촉진하고, 육질을 개선할 수 있으며, 동시에 양식장의 수질환경 개선에 우수한 효과가 있다.
도 1 은 1 개월 동안 메틸설포닐메탄(MSM, Methyl sulfonyl methane)이 함유된 사료를 공급한 뱀장어(처리구) 및 1 개월 동안 MSM이 함유되지 아니한 사료를 공급한 뱀장어(대조구)의 성장을 비교한 사진이다.
도 2 는 1 개월 동안 MSM이 함유된 사료를 공급한 뱀장어(처리구) 및 1 개월 동안 MSM이 함유되지 아니한 사료를 공급한 뱀장어(대조구)의 육색을 비교한 사진이다.
도 3 은 1 개월 동안 MSM이 함유된 사료를 공급한 뱀장어(처리구) 및 1 개월 동안 MSM이 함유되지 아니한 사료를 공급한 뱀장어(대조구)의 머리와 내장을 제거한 육편(등 및 지느러미 부분)의 색을 비교한 사진이다.
도 4 는 1 개월 동안 MSM이 함유된 사료를 공급한 뱀장어(처리구) 및 1 개월 동안 MSM이 함유되지 아니한 사료를 공급한 뱀장어(대조구)의 복부 근육 조직 편을 비교한 사진이다.
도 5 는 1 개월 동안 MSM이 함유된 사료를 공급한 뱀장어(처리구) 및 1 개월 동안 MSM이 함유되지 아니한 사료를 공급한 뱀장어(대조구)의 복부 근육 조직 편에 조직염색을 수행한 후, 이를 현미경으로 관찰한 사진이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. MSM (Methyl Sulfonyl methane)이 수질 개선제로서 양식장의 물 1 ℓ당 0.00001 내지 100 g의 양으로 양식장의 물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수중 생물이 갑각류, 조개류 또는 어류임을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 어류가 뱀장어임을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 육상 생물이 돼지임을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    가두리 양식장, 내수면 양식장, 관상용 어항, 관상용 수중 생물 사육장, 연못, 수족관, 가축장, 애완동물장으로 이루어진 군으로부터 선택된 양식 환경에 적용됨을 특징으로 하는 수중 생물 및 육상 생물의 양식 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 유효성분으로서 MSM을 함유함을 특징으로 하는 수질 개선제 조성물.
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