KR100552800B1 - Ｌ-카르니틴을 함유하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제및 이를 반추위 동물에 급여하여 ｌ-카르니틴 함량을증가시키는 방법 - Google Patents

Ｌ-카르니틴을 함유하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제및 이를 반추위 동물에 급여하여 ｌ-카르니틴 함량을증가시키는 방법

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Abstract

본 발명은 반추동물에 공급되는 L-카르니틴 함유 사료첨가제에 있어서, L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 이중피복한 펠렛제제를 포함함을 특징으로 하는 반추위 동물급여용 사료첨가제를 제공한다.
또한, 본 발명은 L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 이중피복하여 얻어지는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 반추동물에 급여함으로써 육용 또는 우유용 반추동물 및 그 생산물에서 L-카르니틴의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
반추위, 카르니틴, 바이패스

Description

Ｌ-카르니틴을 함유하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제 및 이를 반추위 동물에 급여하여 Ｌ-카르니틴 함량을 증가시키는 방법{L-Carnitine Supplement for Ruminants, and Method for Increasing Contents of L-Carnitine in Body and Its Products by Feeding The Supplement}
도 1은 L-카르니틴 함유 사료첨가제의 소 위장관내 분해시험결과 그래프이다.
본 발명은 반추동물에 공급되는 L-카르니틴 함유 사료첨가제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반추위의 바이패스 효율을 현저하게 개선시켜 소장 및 하부 장기로부터 카르니틴을 대량으로 흡수하게 하여 체조직 및 우유내에 L-카르니틴을 고효율로 축적시킬 수 있는 반추위 동물 급여용 사료첨가제 및 이를 이용하여 체조직 및 우유내에 L-카르니틴 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
L-카르니틴(L-Carnitine, 비타민 BT: 체내 에너지 대사에 관여)은 체내에서 장쇄 필수지방산을 에너지를 생산하는 세포단위인 미토콘드리아로 운반하는 비타민적인 화합물이다.
L-카르니틴의 영양적, 기능적 중요성은 최근에 이르러 광범위하게 밝혀지고 있으며, L-카르니틴이 강화된 기능성 식품, 사료나 우유 및 유제품을 생산하기 위한 시도들이 현재 진행 중에 있다. 그러나 반추가축의 소화생리는 반추위에 존재하는 미생물에 의한 소화에 많이 의존하므로 일반 L-카르니틴의 급여만으로는 상기 미생물에 의해 분해되어 원하는 결과를 얻을 수 없다.
즉, 동물체에서 고유하게 유래하는 카르니틴 강화 소고기 및 우유 등을 생산하기 위해서는 생리활성이 있는 카르니틴을 반추가축에 급여하여 체조직으로 이행시켜야만 한다. 그러나 소를 비롯한 반추가축은 반추위가 있어 급여된 카르니틴이 반추위 미생물에 의해 분해되므로 완전하게 체조직으로 이행될 수 없다. 따라서, 반추가축의 생리특성상 가축이 직접 카르니틴을 흡수 이용케 하기 위해서는 별도의 반추위 보호기법을 개발하여 생리활성물질인 카르니틴을 반추위에서 바이패스시킬 수 있어야만 한다.
초기에는 반추위에서 저항성을 가지도록 하기 위하여 단순히 열화학적으로 처리된 단백질, 낮은 용해도의 펩타이드나 아미노산 또는 지질 등을 포함하는 매트릭스를 이용하는 예가 보고된 바 있다. 하지만 이들 방법들은 사용상의 제한성이 많이 따르고, 체내이용율이 낮은 등의 단점을 가지고 있다.
최근에는 피복법을 이용하여 반추위의 저항성을 높이는 연구가 진행되고 있고, pH에 의존적인 피복조성으로 반추위에는 안정하지만 제4위에서 붕해되는 피복법의 연구가 많이 행해지고 있다.
대한민국 특허 제2001-0006386호에서는 강화된 치료학적 및/또는 영양학적 효능을 나타내는 안정하고 비흡습성을 갖는 L-카르니틴 염을 제조하여 가축사료 보조제로 사용한 예가 개시되어 있다. 하지만 상기 특허에서는 반추위에서 L-카르니틴이 어느 정도의 저항성을 나타내는지는 보여주고 있지 않다.
대한민국 특허 제2001-0084849호에서는 우유내 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위한 젓소용 사료에 관한 것으로 반추위 보호 L-카르니틴을 함유한 사료를 젓소에 급여함으로써 생산물이 우유내로 이행하게 하여 우유의 L-카르니틴 함량을 효과적으로 증진시키는 것으로 기재하고 있다. 하지만 반추위내 L-카르니틴의 바이패스(bypass)율이나 효율적인 제제의 제조에 대한 언급은 없고, 기존의 시판 카르니틴 첨가제를 사용하였으며 우유내 카르니틴의 증가효율도 68∼85％로서 낮다.
또한, 스위스의 에른스트베론사는 반추위에서 저항성이 있는 L-카르니틴 함유제품인 카르니패스(Carnipass)를 발명하였다. 카르니패스는 불해성 중성지방으로 피복된 제품으로 반추위에서 녹지 않고 미생물에 의해 파괴되지 않아 L-카르니틴이 무사히 반추위를 통과할 수 있다고 보고되고 있다.
또한, Tetsuro Yoshimaru 등은 반추위에서의 미생물에 의한 단백질의 분해를 막기 위하여 3중 피복법을 이용하여 단백질 분해효소 프로티아제 YP-SS를 피복하여 마이크로캡슐을 제조하였는데 1차에서 유드라짓 E-100, 2차에서 AS-HF, 3차에서 쉘락(shellac)을 각각 피복물질로 사용하였다. 제조된 마이크로캡슐은 반추위에서 65％에 달하는 저항성을 나타내었고, 제4위에서 30분내에 85％이상의 분해율을 나타내었다. 하지만, 이는 in vitro 조건에서의 실험결과이며, In vivo 조건에서의 반추위 저항성에 대하여는 전혀 개시하고 있지 않다.
본 발명은 상기 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 그 주된 목적은 반추위 동물에 카르니틴의 공급을 위한 펠렛의 급여를 통해 반추위의 바이패스 효율을 현저하게 개선시키고, 소장 및 하부 장기로부터 카르니틴을 대량으로 흡수하게 하여 체조직 및 우유내 L-카르니틴을 고효율로 축적시킬 수 있는 반추위 바이패스용 사료첨가제를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반추동물에 공급되는 L-카르니틴 함유 제제에 있어서, L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 이중피복한 펠렛제제를 포함함을 특징으로 하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 이중피복 구조가 L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈로 1차피복하고, 여기에 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 2차 피복한 구조임 을 특징으로 하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 이중피복 구조가 L-카르니틴을 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 1차피복하고, 여기에 에틸셀룰로오즈로 2차 피복한 구조임을 특징으로 하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 제공한다.
또한, 본 발명은 L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 이중피복하여 얻어지는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 반추동물에 급여함으로써 육용 반추동물 및 그 생산물에서 카르니틴의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 L-카르니틴을 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 이중피복하여 얻어지는 반추위 동물 급여용 사료첨가제를 반추동물에 급여함으로써 유생산용 반추동물 및 그 생산물에서 카르니틴의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 반추위 바이패스용 사료첨가제는 L-카르니틴을 함유하고, 반추동물의 반추위내에서 미생물의 공격에 대하여 저항성을 가지며, 뿐만 아니라 반추위의 pH에서 용해되지 않고 산성인 4위에서 용해되어지는 이중피복 펠렛제제를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 L-카르니틴을 함유하는 코어펠렛을 제조하고, 상기 코아펠렛의 표면에 이중피복층이 형성된 예가 개시되어 있다. 코어펠렛은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 시판되는 L-카르니틴 순수제제 또는 혼합제제( 예를 들어, 50％ L-카르니틴 함유제제, 이지바이오, 한국)와 이산화규소를 골고루 혼합하여 유동성을 증가시키고, 여기에 적절한 부형제를 혼합하여 분말 혼합기에서 균일하게 혼합한 후, 하이드록시프로필셀룰로오즈 수용액을 결합제로 하여 과립화시킨 다음, 압출기에서 압출시켜 제조되어질 수 있다.
본 발명에서는 상기 반추위에서 미생물의 공격에 대한 저항성을 부여하는 피복층 물질로는 셀룰라아제 미분해성 고분자로서 에틸셀룰로오즈가 사용된다. 에틸셀룰로오즈는 반추위 미분해성 고분자로서, 특별히 한정되는 것은 아니지만 탈크, 가소제 등의 부원료와 함께 혼합하여 적절한 용매에 녹인 피복액을 얻고 이를 유동층 피복기를 이용하여 상기 코어펠렛에 피복시킬 수 있다. 이때 피복액을 얻기 위한 용매로는 특별히 한정되지는 아니하지만, 바람직하게는 아세톤과 에탄올의 혼합용매가 좋다.
또한, 반추위의 pH에서 용해되지 않고 산성인 4위에서 용해되어지도록 상기 코어펠렛에 피복되어지는 물질로는 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체가 사용된다. 상기 중합체는 유드라짓(Eudragit)이라는 상품명으로 이미 잘 알려져 있는 물질로서, 본 발명의 실시예에서는 유드라짓 E-100이 사용되고 있으나 반추위의 pH에서 용해되지 않고 산성인 4위에서 용해되어지며 피복에 적합한 중합체인 한 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
상기 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체는 바람직하게는 탈크와 함께 혼합하여 적절한 용매에 녹인 피복액으로 제조되어 유동층 피복기를 이용하여 상기 코어펠렛에 피복시킬 수 있다. 이때 피복액을 얻기 위한 용매로는 특별히 한정되지는 아니하지만, 바람직하게는 아세톤과 이소프로필알콜 또는 증류수와 에탄올의 혼합용매가 좋다.
피복과정은 에틸셀룰로오즈를 1차 피복층으로 구성하거나, 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체를 1차 피복층으로 구성하여도 무방하다. 또한, 에틸셀룰로오즈와 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체를 동시에 코어펠렛의 표면에 피복시키더라도 무방하다. 피복은 유동층 피복기 쳄버내에서 20∼30분간의 예열과정을 거친 후 미리 제조한 피복액을 바람직하게는 2∼6㎖/min의 속도로 분사하여 피복시킬 수 있다. 바람직하게는 1차 피복이 종료된 후 2차 피복을 진행하며 피복이 끝난 후의 펠렛은 일정무게가 될 때까지 쳄버내에서 건조된다.
상기 과정을 거쳐 제조되는 이중피복의 펠렛제제를 사료첨가제로 제공하는 경우 반추위에서 L-카르니틴의 미생물에 의한 공격에 대한 저항성의 개선은 물론 이거니와, 반추위의 pH에서도 분해되지 않아 바이패스율이 현저하게 개선되며, 소장 및 하부 장기로부터 흡수가 매우 효과적으로 일어나게 된다.
본 발명에 따른 사료첨가제는 반추위 가축용 사료에 적절한 양으로 투여되어지며, 구체적인 함량은 반추위 가축의 영양상태 등을 고려하여 기존에 이미 알려진 용량을 고려하여 당업자가 적의 선택하여 투여할 수 있다. 본 발명에서는 상기 사료첨가제는 바람직하게는 펠렛제제로서 제형화되어 투여되지만, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<실시예 1>
L-카르니틴을 50％ 함유한 카르니틴 혼합제(이지바이오사 제품, 한국) 500g, 옥수수전분 20g, 유동화제로서 이산화규소 10g, 결합제로서 10％ 하이드록실프로필셀룰로오즈(HPC) 수용액 100g을 혼합한 후 압출기를 사용하여 코어 펠렛을 제조하였다.
<실시예 2>
L-카르니틴을 50％ 함유한 카르니틴 혼합제 500g, 서방성기제로서 에틸셀룰로오즈(EC) 20g, 유동화제로서 이산화규소 10g, 결합제로서 10％ 하이드록시프로필셀룰로오즈(HPC) 수용액 100g을 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 압출기를 사용하여 코어 펠렛을 제조하였다.
<실시예 3>
L-카르니틴을 50％ 함유한 카르니틴 혼합제 500g, 서방성기제로서 하이드록실프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 20g, 유동화제로서 이산화규소 10g, 결합제로서 10％ 하이드록시프로필셀룰로오즈(HPC) 수용액 100g을 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 압출기를 사용하여 코어 펠렛을 제조하였다.
<실시예 4>
L-카르니틴을 50％ 함유한 카르니틴 혼합제 500g, 서방성기제로서 카르나오바왁스(Carnauba wax) 40g, 유동화제로서 이산화규소 10g, 결합제로서 10％ 하이드록시프로필셀룰로오즈(HPC) 수용액 100g을 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 압출기를 사용하여 코어 펠렛을 제조하였다.
<실시예 5>
L-카르니틴을 50％ 함유한 카르니틴 혼합제 500g, 락토즈 150g, 옥수수전분 50g, 유동화제로서 이산화규소 10g, 결합제로서 10％ 하이드록시프로필셀룰로오즈(HPC) 수용액 100g을 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 압출기를 사용하여 코어 펠렛을 제조하였다.
<실시예 6>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 5g, 탈크 0.5g, 가소제로서 디부틸세바케이트(DBS) 1g을 70㎖ 아세톤 및 30㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 7>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 1g, 가소제로서 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼 합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 8>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로서 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 9>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 5g, 탈크 0.5g을 25㎖ 아세톤 및 50㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 5g, 탈크 0.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 1g을 70㎖ 아세톤 및 30㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 10>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 5g, 탈크 0.5g을 25㎖ 아세톤 및 50㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 1g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 11>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 5g, 탈크 0.5g을 25㎖ 아세톤 및 50㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 12>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 10g, 탈크 0.5g을 50㎖ 아세톤 및 100㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 13>
실시예 2의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 10g, 탈크 0.5g을 50㎖ 아세톤 및 100㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 14>
실시예 3의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 10g, 탈크 0.5g을 50㎖ 아세톤 및 100㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 15>
실시예 4의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 10g, 탈크 0.5g을 50㎖ 아세톤 및 100㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 에틸셀룰로오즈 15g, 탈크 1.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 3g을 210㎖ 아세톤 및 90㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 16>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 5g, 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 5g, 탈크 0.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 70㎖ 아세톤, 105㎖ 에탄올 및 15㎖ 증류수 혼합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일혼합피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 17>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 5g, 탈크 0.5g을 25㎖ 아세톤 및 50㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 5g, 탈크 0.5g, 가소제로 디부틸세바케이트(DBS) 1g을 15㎖ 증류수 및 75㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 18>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 E-100 5g, 탈크 0.5g을 25㎖ 아세톤 및 50㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 19>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 스티아릴알콜 10.5g, 글리세릴모노스테아레이트 4.5g을 50㎖ 증류수 및 70㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 20>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 유드라짓 RS-30D 117g, 탈크 17.1g, 디부틸세바케이트(DBS) 3.6g을 120g 증류수 및 42.3g 에탄올 혼 합용매로 희석하여 제조한 피복액으로 피복하여 단일피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 21>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 0.5g, 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 20g, 탈크 1g을 100㎖ 아세톤 및 200㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 22>
실시예 5의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 0.5g, 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 20g, 탈크 1g을 100㎖ 아세톤 및 200㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 23>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 0.5g, 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 30g, 탈크 1.5g을 150㎖ 아세톤 및 300㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 24>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 0.5g, 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 50g, 탈크 2.5g을 250㎖ 아세톤 및 500㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 25>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 10g, 탈크 0.5g, 디부틸세바케이트(DBS) 2g을 140㎖ 아세톤 및 60㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 20g, 마그네슘 스티아레이트 1g을 100㎖ 아세톤 및 200㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 26>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 20g, 탈크 1g, 디부틸세바케이트(DBS) 4g을 280㎖ 아세톤 및 120㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 30g, 탈크 1.5g을 150㎖ 아세톤 및 300㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 27>
실시예 5의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 20g, 탈크 1g, 디부틸세바케이트(DBS) 4g을 280㎖ 아세톤 및 120㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 30g, 탈크 1.5g을 150㎖ 아세톤 및 300㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실시예 28>
실시예 1의 코어펠렛 100g에 유동층피복기를 사용하여 에틸셀룰로오즈 20g, 탈크 1g, 디부틸세바케이트(DBS) 4g을 280㎖ 아세톤 및 120㎖ 에탄올 혼합용매에 녹인 피복액으로 1차 피복한 후 유드라짓 E-100 30g, 탈크 1.5g을 300㎖ 아세톤 및 150㎖ 이소프로필알콜 혼합용매에 녹인 피복액으로 2차피복하여 이중피복된 펠렛을 제조하였다.
<실험예 1> 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 코어제조
실시예 1부터 실시예 5까지의 처방조성에 따라 먼저 L-카르니틴을 50％ 함유 한 카르니틴 혼합제제(이지바이오사, 한국)과 이산화규소를 골고루 혼합하여 유동성을 증가시켰다. 다음 기타 부형제(서방화제 또는 희석제)들을 넣어 분말혼합기에서 균일하게 혼화한 후 10％ 하이드록시프로필셀룰로오즈 수용액을 결합제로 사용하여 과립화시켰다 (표 1의 조성 참조). 2.0mm 스크린이 부착된 압출기에 위 과립을 조금씩 넣으면서 압출하여 코어펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 30분간 마루미어나이저에서 30분간 spheronization 시킨 후 60도 온도의 오븐에서 12시간 충분히 건조시킨 후, 일정한 크기의 스크린을 통과시켜 크기가 10∼12mesh 사이의 펠렛을 얻었다.
<표 1> 코어펠렛의 조성 (단위: g)
(g) L-카르니틴 (50％) 락토즈 옥수수 전분 EC HPMC 100,000cps 카르나오바 왁스 HPC SiO2
실시예1 500 - 20 - - - 10 10
실시예2 500 - 20 20 - - 10 10
실시예3 500 - 20 - 20 - 10 10
실시예4 500 - 20 - - 40 10 10
실시예5 500 150 50 - - - 10 10
<실험예 2> 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 피복 제조
가) 단일피복
상기 실시예 6∼8, 18∼20의 피복액 조성에 따라 고분자기제, 가소제 및 활택제를 혼합용매에 녹이거나 또는 희석하여 피복액을 제조하였다. (표 2의 조성 참조) 코어펠렛 100g을 취해 유동층 피복기 쳄버내에서 20∼30분간 예열한 후 미리 제조한 피복액을 4㎖/min 속도로 분사하여 피복하였다. 피복이 끝난 후 피복된 펠렛은 무게가 일정하게 될 때까지 쳄버내에서 건조시켰다. 피복조건은 표 3에 기재 하였다.
나) 이중피복
상기 실시예 9∼15, 17, 21∼28의 피복액 조성에 따라 고분자기제, 가소제 및 활택제를 혼합용매에 녹이거나 또는 희석하여 1차 및 2차 피복액을 각각 제조하였다. 코어펠렛 100g을 취해 유동층 피복기 쳄버내에서 20∼30분간 예열한 후 미리 제조한 피복액을 4㎖/min 속도로 분사하여 피복하였다. 1차 피복이 끝난 후 계속하여 2차 피복을 진행하였다. 피복이 끝난 후 피복된 펠렛은 무게가 일정하게 될 때까지 쳄버내에서 건조시켰다. 피복조건은 표 3에 기재하였다.
다) 단일혼합피복
상기 실시예 15의 조성에 따라 두 가지 종류의 고분자기제, 가소제 및 활택제를 혼합용매에 녹여 피복액을 제조하였다. 코어펠렛 100g을 취해 유동층 피복기 쳄버내에서 20∼30분간 예열한 후 미리 제조한 피복액을 4㎖/min 속도로 분사하여 피복하였다. 피복이 끝난 후 피복된 펠렛은 무게가 일정하게 될 때까지 쳄버내에서 건조시켰다. 피복조건은 표 3에 기재하였다.
<표 2> 피복제 조성
Figure 112004009154704-pat00001
*실시예12,13,14,15; 실시예 21,22; 실시예 26,27의 경우 피복액 조성은 같지만 코
어조성이 상이함
<표 3> 피복조건
요소 조건
batch size 100g
Atomizing air pressure 1.6∼1.8(bar)
Spray rate 4㎖/min
Inlet temperature 50℃(1st coating), 35℃(2nd coating)
Nozzle size 0.8mm
Air blower 70∼80％
<실험예 3> L-카르니틴의 함량시험
500mg의 코어 또는 피복된 펠렛을 정확하게 취하여 유봉, 유발에서 피복막을 파괴하고 아세톤 및 에탄올 혼합용매로 피복막을 녹였다. 다음 증류수를 넣어 L-카르니틴을 녹인 후 계속 희석하여 100㎖로 하였다. 얻은 현탁액은 원심분리 및 여과한 후 상징액을 20배 희석하여 205nm에서 HPLC 분석을 수행하였다. 함량시험결과는 표 4에 기재하였다.
<표 4> L-카르니틴 함량시험결과
실시예 L-카르니틴의 함량(％)
비교실시예(카르니패스) 15.36
실시예12 36.09
실시예14 37.26
실시예19 49.09
실시예20 43.99
실시예21 42.43
실시예22 27.77
실시예23 35.35
실시예24 30.53
실시예25 45.35
실시예26 36.50
실시예26(10∼12mesh) 36.76
실시예26(12∼14mesh) 42.80
실시예26(14∼16mesh) 46.45
실시예27 24.75
실시예28 33.62
상기 표 4에서 살펴본 바와 같이, 시판 사료첨가제(카르니패스)는 본 발명의 실시예에서 제조된 사료들보다 L-카르니틴의 함량이 현저히 낮게 나타났다. 이는 시판 첨가제가 본 발명 실시예의 첨가제 보다 더 많은 양의 급여를 필요로 함을 시사한다.
<실험예 4> 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제로부터 L-카르니틴의 용출 및 영양인자
실시예 1, 6∼14 및 16∼18의 제제로부터의 카르니틴 용출실험은 pH 6.8인 인공반추위액에서 6시간 수행하여 6시간대의 용출율을 얻었다. 그 결과를 아래 표 5에 기재하였다.
실시예 12∼15의 제제로부터의 카르니틴의 용출시험은 pH 6.8인 인공반추위액에서 12시간 수행하였고, 실시예 19∼28의 제제로부터의 카르니틴의 용출시험은 pH 6.8과 pH 2.0인 인공반추위액에서 각각 12시간 수행하였다. 그 결과를 아래 표 6, 7에 각각 기재하였다. USP용출 1법인 바스켓(Basket)법을 사용하였으며, 교반속도는 37에서 100rpm이었다.
용출시험 전과정에 걸쳐 펠렛크기가 8∼10mesh 사이의 피복된 펠렛을 사용하였다. 그러나, 실시예 26의 경우 펠렛크기가 L-카르니틴의 용출에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 10∼12, 12∼14, 14∼16mesh 사이의 피복된 펠렛의 용출시험도 함께 수행하였다.
<표 5> pH 6.8 인공반추위액에서 반추위 바이패스 카르니틴의 6시간대 용출율(％)
실시예 6시간대 용출율(％) 실시예 6시간대 용출율(％) 실시예 6시간대 용출율(％)
실시예1 100 실시예10 50 실시예16 88
실시예6 83 실시예11 53 실시예17 100
실시예7 63 실시예12 38 실시예18 89
실시예8 64 실시예13 38
실시예9 60 실시예14 30
<표 6> pH 6.8 인공반추위액에서 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 용출율(％)
용출율 (％) 용출시간(h)
0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 12
실시예12 - 3.77 11.52 20.17 28.01 34.36 34.48 49.26 58.85 64.97
실시예13 - 2.40 7.12 14.24 27.34 34.81 38.65 48.67 61.13 66.56
실시예14 - 1.09 4.98 9.02 17.98 26.30 30.98 44.18 50.37 57.31
실시예15 - 3.76 10.09 19.23 22.45 30.32 34.60 46.80 51.89 55.45
실시예19 69.84 89.18 93.77 94.69 99.71 96.76 101.46 101.93 101.35 100.40
실시예20 4.71 13.69 26.88 45.87 71.13 83.53 94.58 98.17 - -
실시예21 1.74 5.23 9.43 13.61 22.46 31.25 43.33 50.66 57.88 63.80
실시예22 0 0 0 0.30 3.01 8.78 21.38 31.57 39.43 47.99
실시예23 1.17 1.95 2.78 3.27 7.08 10.78 22.63 34.87 45.37 52.88
실시예24 0.30 0.93 1.07 1.14 2.84 4.57 11.58 21.99 31.31 40.18
실시예25 0 5.92 6.31 14.96 30.61 39.67 51.76 59.26 64.45 69.23
실시예26 0 0 0 0 0 1.84 8.22 15.66 25.03 34.33
실시예26 (10∼12mesh) 0 0 0 2.37 5.34 9.32 19.87 32.92 43.65 52.02
실시예26 (12∼14mesh) 0 2.66 5.43 8.35 17.87 27.94 44.67 56.00 63.60 68.16
실시예26 (14∼16mesh) 2.81 7.35 13.81 19.96 33.31 42.48 56.28 65.45 71.26 75.24
실시예27 0 0 0 0 0 0.31 1.64 6.23 11.94 15.04
실시예28 0 0 0 1.24 3.86 7.24 14.16 25.12 36.14 45.25
<표 7> pH 2.0 인공반추위액에서 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 용출율(％)
용출율 (％) 용출시간(h)
0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 12
실시예19 67.92 85.29 91.58 94.41 100.63 101.29 102.15 102.95 102.54 102.57
실시예20 3.50 7.22 9.80 16.30 29.76 42.18 61.22 73.55 - -
실시예21 6.49 18.86 30.72 39.15 51.92 60.49 71.25 77.77 80.71 86.44
실시예22 0 2.08 3.84 8.62 19.50 27.53 40.81 49.70 56.04 61.67
실시예23 7.19 16.60 28.22 37.35 54.14 59.37 73.42 82.02 85.20 88.24
실시예24 5.65 16.18 27.95 39.93 57.02 59.64 72.12 79.36 85.37 88.26
실시예25 5.26 17.03 27.92 36.06 49.01 57.33 67.90 74.16 79.99 84.90
실시예26 0 0 0.82 2.60 8.08 13.30 26.77 39.16 46.59 52.52
실시예27 0 0 0 0.45 2.73 6.49 16.19 24.46 33.21 41.62
실시예28 0 0.29 4.17 6.30 12.49 20.11 34.43 49.21 60.65 68.68
단계 1: 코어조성의 영향
본 발명의 실시예 12, 13, 14, 15에 대하여 코어조성이 L-카르니틴 혼합물 용출에 미치는 영향을 고찰하였다. 동시에 실시예 21과 실시예 22, 실시예 26과 실시예 27에서도 코어조성의 영향을 고찰하였다. 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 또는 카르나오바왁스(Carnauba wax)를 코어조성에 첨가시, L-카르니틴 용출이 제어되었지만 에틸셀룰로오즈(EC)를 첨가시 용출에 큰 영향을 주지 않았다. 실시예 22 또는 실시예 27의 경우, 락토즈가 코어조성에 포함되어 L-카르니틴의 용출을 제어하였다.
단계 2: 피복액 조성의 영향
본 발명의 실시예 6, 17, 18, 19, 20에 대하여 피복액 조성이 L-카르니틴 용출에 미치는 영향을 고찰하였다. 에틸셀룰로오즈(EC) 또는 유드라짓 E-100을 사용한 조성이 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈(HPMC) 또는 스티아릴알콜/글리세릴모노스티아레이트(7:3) 또는 유드라짓 RS-30D를 사용한 조성보다 더욱 우수한 L-카르니 틴 용출제어 효과가 있음을 알 수 있었다.
단계 3: 피복양의 영향
본 발명의 실시예 6, 7, 8; 실시예 9, 10, 11; 실시예 21, 23, 24에 대하여 각각 피복양이 L-카르니틴 용출에 미치는 영향을 고찰하였다. 실시예 6, 7, 8과 실시예 9, 10, 11에서 피복양이 증가될수록 L-카르니틴 용출이 점차 감소되는 양상을 관찰할 수 있었다. 실시예 21, 23, 24의 경우, 2차 피복액의 피복양이 증가될수록 pH 6.8인 인공반추위액에서는 L-카르니틴 용출이 현저히 제어되었지만 pH 2.0인 인공위액에서는 용출이 거의 변화가 없었다.
단계 4: 펠렛 크기의 영향
본 발명의 실시예 26에 대하여 이중피복된 펠렛크기가 L-카르니틴 용출에 미치는 영향을 고찰하였다. 펠렛크기가 8∼10, 10∼12, 12∼14와 14∼16mesh 사이의 이중피복된 펠렛을 선택하여 용출시험을 수행하였다. 펠렛크기가 감소될수록 용출율이 증가됨을 관찰할 수 있었다.
단계 5: 피복액 용매의 영향
본 발명의 실시예 26과 실시예 28에 대하여 피복액 용매가 L-카르니틴 용출에 미치는 영향을 고찰하였다. 2차 피복액의 아세톤과 이소프로필알콜의 비율이 1:2에서 2:1로 변화할 때 L-카르니틴의 용출이 증가됨을 관찰할 수 있었다.
<실험예 5> 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 반추위 바이패스 효율
실시예 12, 14, 27에서 제조된 이중 피복된 펠렛 및 시판 L-카르니틴제제(카르니패스)을 대상으로 소위장관내 분해시험을 수행하였다. (표 8)
1단계: 사료를 반추위에 넣고 9시간 후 회수하여 함량을 측정하였다.
2단계: 사료를 제 4위에 넣고 3시간 후 회수하여 함량을 측정하였다.
3단계: 사료를 소장에 넣고 자연스럽게 소의 변에서 회수한 후 함량을 측정하였다.
<표 8> L-카르니틴 첨가제의 소 위장관내 분해시험결과
잔존율(％) 시료를 반추위에 넣고 9시간 후 회수 시료를 제4위에 넣고 3시간 후 회수 시료를 소장에 넣고 방치 후 변에서 회수
실시예12 48.57±1.11 46.29±2.49 8.81±2.52
실시예14 60.50±2.20 56.24±4.06 12.35±4.35
실시예27 61.69±4.97 42.76±3.58 8.74±4.34
비교실시예 (카르니패스) 4.35±1.55
시판 카르니패스의 경우 반추위에 9시간 노출시켰을 때 L-카르니틴이 4.35％만 남아 4위로 이동하여 현저히 낮은 바이패스율을 나타내었다. 실시예 14와 실시예 27로 제조한 사료는 반추위에서 비슷한 저항성을 나타내었고 각각 60.5％와 61.6％의 높은 바이패스율을 보여 실시예 12로 제조한 사료보다 L-카르니틴 잔존율이 12％ 정도 개선되었다. 반면에 변으로 소실되는 L-카르니틴의 양은 실시예 27로 제조한 사료가 실시예14로 제조한 사료보다 4％ 감소되었다.
<실험예 6> 반추위 바이패스 카르니틴 사료첨가제의 안정성 평가
상기 실시예 26과 실시예 27에서 제조된 이중 피복된 펠렛을 4℃, 실온(25℃), 45℃/75％인 조건에서 각각 보존하여 실시예 26인 경우 보존 후 2개월, 4개월, 6개월; 실시예 27인 경우 보존 후 15일, 1개월, 2개월, 4개월의 카르니틴의 안정성을 고찰하였다. 실시예 26의 경우, 10∼12 mesh 크기의 이중피복된 펠렛을 사용하였고, 실시예 27의 경우, 8∼10mesh 크기의 이중피복된 펠렛을 사용하였다. 함량검사 및 용출결과를 아래의 표 9, 10 및 표 11, 12에 각각 기재하였다.
<표 9> L-카르니틴의 함량변화(실시예 26)
보존조건(％) 0개월 2개월 4개월 6개월
4℃ 36.76±0.59 33.59±0.13 34.00±0.24 32.33±1.15
실온 - 34.34±0.20 34.55±0.10 32.45±0.20
40℃/75％ - 33.26±0.27 34.10±0.46 31.63±0.27
<표 10> L-카르니틴의 함량변화(실시예 27)
보존조건(％) 0개월 0.5개월 1개월 2개월 4개월
4℃ 24.76±0.46 24.43±0.53 24.97±0.21 23.82±0.80 23.93±0.12
실온 - 25.29±0.13 25.26±0.33 24.77±0.69 24.39±0.75
40℃/75％ - 24.90±0.39 24.88±0.50 23.91±0.34 23.41±0.40
실시예 26과 실시예 27로 제조한 사료첨가제는 보존조건에 따른 함량감소는 나타나지 않았지만 보존시간에 따른 약간의 함량감소를 나타내었다. 실시예 26의 경우, 보존 6개월 후 4∼5％, 실시예 27의 경우, 보존 4개월 후 1％의 함량감소를 나타내었다.
<표 11> L-카르니틴의 인공반추위액(pH 6.8)에서의 용출변화(실시예 26)
용출율 (％) 보존 기간 보존 조건 용출시간(h)
0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 12
실시예 26 0개월 - 0 0 0 2.37 5.34 9.32 19.87 32.92 43.65 52.02
2개월 4℃ 0 0 3.71 5.51 10.24 18.04 31.48 42.00 51.97 57.95
실온 0 0 3.34 5.25 9.86 16.38 31.09 40.74 48.93 55.89
40℃/75％ 0 0 3.19 5.38 10.25 17.10 31.01 43.56 53.64 61.10
4개월 4℃ 0 1.20 4.26 5.74 12.38 20.02 34.15 45.35 53.63 62.40
실온 0 1.10 4.12 5.58 10.65 18.93 34.69 46.91 57.12 62.99
40℃/75％ 0 1.32 4.11 6.25 14.88 23.91 37.57 48.55 55.74 61.70
6개월 4℃ 0 0 0.86 4.83 8.87 16.35 31.82 42.66 53.36 60.86
실온 0 0 1.97 4.59 8.19 15.07 31.85 44.20 55.38 60.40
40℃/75％ 0 0.54 3.86 5.16 13.29 21.46 35.08 50.67 64.39 68.50
<표 12> L-카르니틴의 인공반추위액(pH 6.8)에서의 용출변화(실시예 27)
용출율 (％) 보존 기간 보존 조건 용출시간(h)
0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 12
실시예 27 0개월 - 0 0 0 0 0 0.31 1.64 6.23 11.94 15.04
15일 4℃ 0 0 0 0 0 2.24 4.03 7.19 12.22 17.55
실온 0 0 0 0 0 0 4.38 6.44 9.84 14.58
40℃/75％ 0 0 0 0 0 2.00 4.03 7.39 11.27 17.40
1개월 4℃ 0 0 0 0 0 2.58 7.70 13.96 20.39 25.42
실온 0 0 0 0 0 1.40 5.42 11.07 16.34 21.40
40℃/75％ 0 0 0 0 0 1.75 7.56 13.89 19.68 23.99
2개월 4℃ 0 0 0 0 1.02 1.78 6.72 14.82 20.60 26.63
실온 0 0 0 0 0 0 3.93 9.77 16.84 23.21
40℃/75％ 0 0 0 0 0 1.47 7.42 16.36 23.20 30.23
4개월 4℃ 0 0 0 0 1.00 3.02 4.23 10.67 15.61 20.71
실온 0 0 0 0 0.85 2.26 3.53 10.82 13.27 20.27
40℃/75％ 0 0 0 0 1.83 1.75 6.10 14.94 20.58 28.17
실시예 26과 실시예 27로 제조한 사료첨가제 모두에서 보존조건 및 보존기간에 따라 용출율의 변화를 보였다. 실시예 26의 경우에는 보존 6개월 후 4℃ 및 실온조건에서 8％, 40℃/75％ 조건에서 16％의 용출율 증가를 나타내었다. 실시예 27의 경우에는 보존 4개월 후 4℃ 및 실온조건에서 5％, 40℃/75％ 조건에서 13％의 용출율 증가를 나타내었다.
<실험예 7> 사료첨가제의 급여에 따른 면역물질의 농도와 혈액, 등심근육내, 우유내에서의 카르니틴의 농도에 미치는 영향
본 발명 실시예 27로부터 얻은 사료첨가제와 시판 카르니틴(카르니패스), 무처리 카르니틴 및 대조구를 대상으로 하여 사료첨가제 급여에 따른 면역물질의 농도와 혈액, 등심근육내, 우유내에서의 카르니틴의 농도에 미치는 영향을 알아본 결과는 하기 표 13 내지 15에서와 같다.
<표 13> 면역물질
면역물질(mg/㎖) 처리
대조구 시판 카르니틴 실시예 27
총 IgG 23.5 24.4 24.3
IgG1 3.94 4.01 4.04
IgG2 16.9 15.9 15.8
<표 14> 혈액, 등심근육내
조직 대조구 무처리 카르니틴 시판 카르니틴 실시예 27
혈액(㎍/㎖) 4.09b 6.79a 6.02a 6.57a
근육(mg/g) 1.75ab 1.64b 1.61b 1.91a
a,b: P<0.05
<표 15> 우유
처리 대조구 실시예27(4g) 실시예27(8g) 실시예27(12g)
카르니틴(㎍/㎖) 14.45b 14.48b 18.80b 29.08a
a,b: P<0.05
본 발명에 의하면, 반추위 동물에 카르니틴의 공급을 위한 펠렛의 급여를 통해 반추위의 바이패스 효율을 현저하게 개선시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 펠렛제제를 급여받은 반추위 동물은 소장 및 하부 장기로부터 카르니틴을 대량으로 흡수하게 되어 체조직 및 우유내 L-카르니틴을 고효율로 축적시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 반추동물에 공급되는 L-카르니틴 함유 제제에 있어서,
    L-카르니틴을 에틸셀룰로오스로 1차 피복하고, 여기에 아미노알킬메트아크릴레이트 중합체로 2차 피복한 펠렛구조임을 특징으로 하는 반추위 동물 급여용 사료첨가제.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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