KR100557467B1 - 버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및가축사육방법 및 그 산물 - Google Patents

버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및가축사육방법 및 그 산물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및 가축사육방법 및 그 산물에 관한 것으로, 크롬 또는 셀레늄과 같은 미량무기물을 다량으로 함유하는 영지버섯 균사체 배양추출액을 사료에 첨가하여 양어 및 가축을 사육함으로써 질병에 대한 내성을 향상시켜 뛰어난 육질과 맛을 가진 고기를 생산하는 효과가 있으며 상기 생산된 고기는 화학약제를 전혀 함유하고 있지 않아서 안전하게 건강식품으로 사용할 수 있다.
양어, 버섯균사체, 돼지, 사육방법, 육질, 면역능

Description

버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및 가축사육방법 및 그 산물{Process for feeding fish and livestock a liquid extract of mushroom mycelial culture and product thereof}
본 발명은 버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및 가축사육방법 및 그 산물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 곡물가루를 함유하는 액체배지에 크롬 또는 셀레늄과 같은 미량무기물을 첨가하여 제조된 배지에서 배양된 영지버섯 균사체 배양추출액을 양어 또는 가축에 급여하여 면역능과 육질이 개선된 양어 또는 가축을 얻는 사육방법과 그로부터 얻은 산물에 관한 것이다.
버섯은 단백질 함량이 많을 뿐만 아니라 인체에 유익한 다른 많은 물질들을 갖고 있다. 이들 중 다당류의 일종인 β-D-글루칸은 수산 및 육상동물의 신체방어기능을 활성화시키고 질병에 대한 내성을 향상시켜주는 것으로 알려져 있다. 이들은 직접적으로 병원균을 파괴하지는 않지만 비특이적 및 특이적 면역력을 증진시킴으로써 방어기능을 향상시키고 혈구의 식세포활동을 촉진시킴으로써 세균과 바이러스를 제거할 수 있게 한다. 최근 들어 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물이 신진대사에 미치는 직·간접의 영향이 밝혀지면서, 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물의 생리 적 기능이 특히 강조되고 있는 것은 이러한 미량무기물의 부족에 의해 질병이 발생될 수 있기 때문이다. 또한 화학비료를 많이 쓰는 오늘날에는 토양에서 미량무기물이 점점 없어지기 때문에 더욱 이들의 공급이 점점 더 요구되고 있다.
셀레늄은 인체 내에서 주로 간, 신장, 심장, 비장에 분포되어 있는 미량 원소로서 몸 안의 유해산소를 없애는 강력한 항산화(抗酸化) 효소인 글루타치온 퍼옥시다제의 구성 성분이다. 세포 내 과산화물의 농도를 낮추어 유리 라디칼의 생성을 방지하는 효소계에 작용하며, 비타민 E는 이미 생성된 유리 라디칼이 더 이상 작용하지 못하게 하므로 셀레늄을 적정량 섭취하면 체내 비타민 E의 요구를 줄일 수 있다. 적혈구의 혈구소가 산화되어 파손되는 것을 예방하고 간 경화증에서 간을 재생시키는 일도 도우며 노화도 지연시키고 수은의 중독도 막아준다. 미국을 비롯한 세계 유명 보고서에 따르면 셀레늄은 간염이나 에이즈 바이러스에 대한 면역기능을 높이는 것은 물론 관절염 증상과 통증을 완화시키며 암 발생률을 50% 이상 낮추는 효과가 있는 것으로 알려졌다. 셀레늄은 영양효모, 해수, 해조류, 마늘, 버섯, 참치, 빵, 햄, 알류, 밀가루로 만든 음식, 쇠고기와 닭고기, 화학비료를 사용하지 않고 기른 농산물, 해산물, 우유, 계란, 완전곡류, 거의 모든 야채에 함유되었지만 채소 및 과일류는 함량이 낮다. 특히, 곡류에 함유된 셀레늄 함량은 토양에 좌우되는데, 셀레늄 결핍지역으로 알려진 우리나라의 토양에서 자란 곡류는 셀레늄의 함량이 낮을 수 밖에 없다. 따라서 주식으로 곡류의 섭취가 많은 편인 우리나라 사람들의 섭취량은 낮으며, 또 셀레늄이 물과 열에 약해 야채나 고기를 통해 섭취한다고 해도 대사 전에 상실되기 쉬운 취약점이 있다.
한편, 미량무기물인 크롬이 부족할 경우 당뇨병의 발병이 촉진되는데 이는 인슐린의 활동력을 높이고 작용여건을 갖추어 주기 위해서는 크롬과 아연이라는 미량무기물이 필요하기 때문이다. 특히 크롬은 혈당조정인자로서의 크롬(GTF)이라 한다. 최근 돼지사육에서 크롬(chromium picolinate)이 첨가된 사료를 이용한 결과 돈육이 증산되고 근육질이 증가한데 반해 체지방은 감소하였다고 보고되었다. 그리고 오랫동안 의학연구에 이용되고 있는 생쥐연구에서 크롬섭취결과 생쥐의 근육질이 증가되고 체지방은 감소되었다는 사실은 인체이외 다른 동물에서도 크롬이 혈당을 조절하며 체지방을 감소시킬 수 있다고 하겠다.
이러한 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물의 공급원으로 효모가 주로 이용되고 있으나 영지, 운지 등의 버섯에도 미량무기물들이 많이 존재하고 있다. 따라서 면역증강물질 뿐만 아니라 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물의 공급원으로서 고부가가치를 갖는 버섯균사체를 배양하여 건강식품, 사료 및 의약품의 바이오 소재로 이용할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명자는 상기와 같은 점에 착안하여 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물을 다량으로 함유하는 버섯균사체 배양추출액을 얻은 후 사료에 첨가하여 양어 및 가축을 사육함으로써 질병에 대한 내성을 향상시켜 뛰어난 육질과 맛을 가지면서 화학약제를 전혀 함유하고 있지 않은 안전한 고기를 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 면역력, 육질 및 맛이 개선된 양어 및 가축의 사육방법을 제 공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 양어 및 가축사육방법에 따라 생산되는 산물을 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은 곡물가루를 함유하는 액체배지에 미량무기물인 크롬 또는 셀레늄을 첨가하여 멸균한 다음 상기 배지에 영지버섯 균사체를 접종한 후 배양하여 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물을 다량으로 함유하는 영지버섯 균사체 배양추출액을 얻은 후 사료에 첨가하여 양어 및 돼지에 급여하여 면역력, 육질 및 맛이 개선된 양어 및 돼지를 얻음으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 구성을 설명한다.
본 발명은 물에 크롬 또는 셀레늄을 첨가한 곡물액체배지의 제조단계; 상기 액체배지에 영지버섯의 균사의 접종 및 배양단계; 상기에서 배양된 균사체와 배양액으로부터 배양추출액의 제조단계; 상기에서 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액을 첨가한 사료를 이용한 양어 및 돼지사육단계; 및, 상기로부터 얻은 양어의 면역능 조사 및 돼지의 육질 및 맛의 조사단계로 구성된다.
본 발명의 고함량의 크롬 또는 셀레늄을 함유하는 영지버섯 균사체 배양추출액을 이용한 양어 또는 가축의 사육방법을 공정별로 상세히 설명한다.
제 1 공정: 미량무기물을 함유하는 곡물액체배지 제조
물에 미강과 밀가루를 각각 0.5% 첨가한 배지에 크롬(CrCl3) 100∼1,200 mg/L 또는 셀레늄(Na2SeO3) 20∼300 mg/L을 첨가한다. 상기의 혼합물을 배양용기에 넣고 잡균의 침입을 방지하기 위하여 뚜껑을 장착한 다음 이것을 오토클래브 또는 밀폐솥에서 20분간 살균한다.
제 2 공정: 영지버섯 균사의 접종 및 배양
상기 제 1 공정에서 냉각시킨 무균상태의 배양용기에 영지버섯 균사를 무균작업대에서 접종하였다. 이때, 접종되는 영지버섯균은 아가 플레이트(agar plate)상에서 배양된 것으로 하였으나 통상 액체배양된 것을 사용하여도 무방하다. 접종 후 20∼30℃의 배양실에서 고정배양인 경우에는 15∼30일간, 진탕배양인 경우에는 7∼15일간 배양한다.
상기 단계에서 배양배지에 접종할 수 있는 버섯균사체는 영지, 운지, 치마, 상황, 노루궁뎅이, 느타리, 여름느타리, 표고, 팽이, 목이, 잎새, 싸리 및 맛버섯 등으로 식용 및 약용으로 사용되는 버섯이면 특별히 제한되지 않는다.
제 3공정: 영지버섯 균사체 배양추출액의 제조
상기 제 2공정에서 배양된 균사체와 배양액을 함께 감압추출기나 가열(100℃)로 추출하여 영지버섯 균사체 배양추출액을 제조한다. 그 후, 크롬 또는 셀레늄 함유 배지에서 배양하여 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액과 상기 미량무기물을 첨 가하지 않은 배지에서 배양하여 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액을 1:1:1의 비율(v/v)로 혼합한다.
상기 단계에서 제조한 영지버섯 균사체 배양추출액에는 버섯균사체 뿐만 아니라 그 배양액에도 존재하는 크롬, 셀레늄과 같은 미량무기물, 엑소폴리사카라이드(exopolysaccharides)와 β-D-글루칸(β-D-glucan)등의 면역증강제 및 항암제와 셀룰라아제(cellulases), 락카아제(laccases), 리파아제(lipase), 폴리갈락토우로나아제(polygalactouronases) 및 프로테아제(proteases)등의 수십종의 가수분해효소들 및 이러한 효소들에 의해 가수분해된 곡류의 여러 분해물질들이 존재할 뿐만 아니라 탈취제거와 같은 여러 가지 기능을 지닌 성분들을 포함하고 있기 때문에 이를 사료 및 그 원료의 제조에 이용할 수 있는 장점이 있다.
제 4공정: 영지버섯 균사체 배양추출액을 이용한 양어 또는 가축의 사육
상기 제 3공정에서 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액을 양어용 분말사료 1kg 당 10∼20 mL로 혼합하여 양어에게 급여한다. 바람직하게는, 본 발명에서는 영지버섯 균사체 배양추출액을 양어용 분말사료 1kg 당 10 mL로 혼합하여 넙치에게 급여함을 특징으로 한다.
가축을 사육하기 위해서는 영지버섯 균사체 배양추출액을 가축용 분말사료 1kg 당 40∼50 mL로 혼합하여 가축에게 급여한다. 바람직하게는, 본 발명에서는 영지버섯 균사체 배양추출액을 가축용 분말사료 1kg 당 40 mL로 혼합하여 돼지에게 급여함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만,본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 고함량의 미량무기물을 함유하는 영지버섯 균사체 배양추출액의 제조
물 2L에 미강과 밀가루를 각각 0.5% 첨가한 배지에 크롬(CrCl3)을 200 mg/L 또는 셀레늄(Na2SeO3)을 50 mg/L 첨가하여 액체배지를 제조한 다음 오토클래브에서 20분간 멸균하였다. 상기 멸균시킨 배지에 영지버섯 균사의 종균을 무균적으로 접종하고 25℃에서 20일간 고정배양하였다. 배양 후 상기 배양된 균사체와 배양액을 함께 감압추출기나 100℃에서 1시간동안 가열로 추출하여 버섯균사체 배양추출액 1.5L를 제조하였다.
상기로부터 크롬 함유 배지에서 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액 600mL과 셀레늄 함유 배지에서 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액 600mL을 미량무기물이 첨가되지 않은 배지에서 배양하여 얻은 영지버섯 균사체 배양추출액 600mL에 혼합하여 영지버섯 균사체 배양추출액 1.8L을 제조하였다.
실시예 2: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 양식
상기 실시예 1에서 제조한 영지버섯 균사체 배양추출액을 10배 희석 후, 시판 넙치용 분말사료 1kg 당 100 mL을 혼합하여 펠렛(pellet)을 만든 후 1일 2회 반 복투여하였다. 실험어는 제주도의 종묘배양장에서 구입한 넙치 치어 (6-7 g)를 실험실 수조에 3주간 순치시킨 후 실험군과 대조군별 3 반복구 (각 수조당 넙치 50마리)로 하여 실험을 수행하였다. 넙치 분말사료의 조성비는 다음과 같다: 조단백질 57.1%, 조지방 10%, 조섬유 6%, 조회분 17%, 조섬유 4%, 칼슘 2.2%, 인 3.7%.
실험예 1: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 따른 양식넙치의 면역능 분석
각각의 분석은 실험사료 투여 2주 및 4주째에 각 수조에서 9마리씩 샘플링(sampling) 한 후 미부혈관에서 채혈하고 해부하여 두신을 분리하였다. 분리된 혈청과 두신은 3마리씩 풀링(pooling) 하여 분석에 사용하였다.
1) 식세포 (phagocytes)의 호흡폭발 (respiratory burst)에 미치는 영향 분석
식세포의 활성을 측정하는 방법으로 호흡폭발의 변화를 측정하였다. 본 실험에서는 Chemiluminescent (CL) response를 이용하여 사료첨가제가 식세포의 호흡폭발에 미치는 영향을 발광측정기(Luminometer)를 이용하여 분석하였다. CL 값은 피크(peak) 값을 이용하였으며, 단위는 ROIs에 의해 생성된 빛을 전기신호로 변형시킨 단위인 mV를 사용하였다.
식세포의 호흡폭발 (respiratory burst)
군 대조군 실험군
2주 평균(mV) 94.9 99.5
4주 평균(mV) 75.7 85.9
표 1에 나타난 바와 같이 실험군이 대조군에 비해 면역능이 높게 나타났다.
2) 보체 (complement) 활성에 미치는 영향 분석
보체의 비특이적 면역반응 활성화를 측정하기 위해 보체의 부경로 (alternative pathway) 활성에 미치는 영향을 용혈능(haemolytic activity) 분석을 통해 평가하였다.
토끼의 적혈구 세포(rabbit red blood cells (RRBC))와 어류혈청을 반응시킨 후 용혈되지않은 적혈구(erythrocyte)를 제거하고 남은 상층액을 분광 흡광도계의 흡광도 414 nm에서 측정하여 용혈의 정도를 측정하였으며, 보체의 활성은 20배 혈청희석액을 기준으로 용혈된 상층액의 흡광도치를 사용하였다.
혈청의 보체 (Complement) 활성
군 대조군 실험군
2주 평균(OD) 0.22 0.34
4주 평균(OD) 0.66 0.69
표 2에 나타난 바와 같이 실험군이 대조군에 비해 면역능이 높게 나타났다.
3) 리소자임(Lysozyme) 활성에 미치는 영향 분석
리소자임은 바실러스속(Bacillus), 마이크로코커스속(Micrococcus) 등 주로 그람양성세균에 작용하기 때문에 리소자임의 활성도를 측정하기 위해 어류에서 분리한 혈청과 마이크로코커스 리소데익티쿠스(Micrococcus lysodeikticus)를 반응시 킨 분광 흡광도계의 흡광도 530 nm에서 0.5분과 4.5분에 측정하였으며, 리소자임의 활성 단위는 분당 0.001의 흡광도 감소를 나타내는 효소양으로 정의하였다.
혈청의 리소자임 활성
군 대조군 실험군
2주 평균 2.29 1.83
4주 평균 3.03 3.44
표 3에 나타난 바와 같이, 4주에 실험군이 대조군에 비해 면역능이 높게 나타났다.
실험예 2: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 따른 양식넙치의 질병 감수성에 미치는 영향 분석
사료첨가제의 투여가 실제적인 질병 감수성에 미치는 영향을 병원성 세균을 이용한 공격실험 (challenge test)에 의해 분석하였다. 공격실험에 사용할 균주는 넙치 병어에서부터 분리한 에드와드시엘라 타르다(Edwardsiella tarda)를 이용하였다. 공격실험 후 2주까지 실험구에서의 폐사율을 측정하였으며, 폐사된 어체는 신장을 채취하여 TSA에 배양하여 에드와드시엘라 타르다(Edwardsiella tarda)의 감염여부를 확인하였다.
공격에 의한 생존율
공격에 의한 생존율 대조군 실험군
생존율(%) 평균 25.0 38.3
표 4에 나타난 바와 같이, 실험군이 대조군에 비해 유의적으로 높은 생존율 을 나타냈다.
실험예 3: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 따른 양식넙치의 성장에 미치는 효과
1) 증체율 (Weight gain)
실험사료 투여 개시 시점으로부터 2주 간격으로 4주간 수조내 어류의 총무게를 측정하여 체중증가율을 계산하였다.
증체율
군 대조군 실험군
0주 - 2주 증체 (g/fish) 0.43 0.80
증체 개선율 (%) - 86.0
2주 - 4주 증체 (g/fish) 0.61 0.40
증체 개선율 (%) - -34.4
0주 - 4주 증체 (g/fish) 1.04 1.19
증체 개선율 (%) - 14.4
표 5에 나타난 바와 같이, 실험군이 대조군에 비해 2주에서 높은 증체율을 나타냈다.
2) 사료효율 (Feed efficiency)
수조별 어류가 섭취한 사료양을 매일 측정하여 증체율에 대한 사료효율을 계산하였다.
사료섭취량 및 사료효율
군 대조군 실험군
사료섭취량(g/fish) 0주 - 2주 1.50 1.48
2주 - 4주 1.67 1.71
0주 - 4주 3.17 3.19
사료효율 0주 - 2주 (G/F) 0.29 0.54
사료효율 개선율(%) - 86.2
2주 - 4주 (G/F) 0.37 0.23
사료효율 개선율(%) - -37.8
0주 - 4주 (G/F) 0.33 0.37
사료효율 개선율(%) - 12.1
표 6에 나타난 바와 같이, 실험군이 대조군에 비해 사료효율에서도 높게 나타났다.
실시예 3: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 의한 돼지사육
상기 실시예 1에 따라 제조된 영지버섯 균사체 배양추출액을 매일 1.8L씩 육돈(품종명: LY F1, 요크셔 x 랜드레이스) 15마리(평균무게: 60kg; 실험군)의 1일 사료에 첨가하여 사육을 하였다. 또한 대조군으로 영지버섯 균사체 배양추출액을 전혀 첨가하지 않은 사료로 육돈 15마리(평균무게: 60kg; 대조군)가 사육되었다. 사육 4주 후에 실험군과 대조군의 육돈 평균무게가 각 121kg와 110kg으로 실험군이 대조군에 비하여 10%의 증체효과를 보여주었다. 돼지 1마리당 소요된 1일 사료량은 초기에 2.5kg으로 시작하여 말기에 3.5kg이었으며 총소요량은 평균 3kg이었다. 이때 이용된 영지버섯 균사체 배양추출액은 돼지 1마리당 1일 120 mL으로 총 3.36L이었다. 즉, 돼지의 정규사료 1kg 당 영지버섯 균사체 배양추출액 40 mL를 첨가하였다. 돼지의 정규사료의 조성비는 다음과 같다: 조단백질 16.5% 이상, 조지방 3% 이상, 조섬유 6% 이하, 조회분 8% 이하, 칼슘 0.6% 이상, 인 0.48% 이상, 라이신 0.92% 이상, 가소화조단백질 14% 이상.
실험예 1: 본 발명 영지버섯 균사체 배양추출액의 급여에 따른 돼지고기의 육질과 맛에 대한 효과
상기 실시예 3에 따라 사육하여 얻은 돼지고기(실험군과 대조군)의 육질과 맛에 대한 효과를 비교하였다. 비교결과 실험군이 대조군보다 육질이 부드러우면서 맛도 좋았고 더욱이 돼지고기 냄새가 별로 나지 않아서 건강식품으로서의 돼지고기로 향상되었다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명은 버섯균사체 배양추출액의 급여에 의한 양어 및 가축사육방법 및 그 산물에 관한 것으로, 크롬 또는 셀레늄과 같은 미량무기물을 다량으로 함유하는 영지버섯 균사체 배양추출액을 사료에 첨가하여 양어 및 가축을 사육함으로써 질병에 대한 내성을 향상시켜 뛰어난 육질과 맛을 가진 고기를 생산하는 효과가 있으며 상기 생산된 고기는 화학약제를 전혀 함유하고 있지 않아서 안전하게 건강식품으로 사용할 수 있으므로 건강식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. 양어사육방법에 있어서,
    셀레늄(Na2SeO3) 20∼300 mg/L 또는 크롬(CrCl3) 100∼1,200 mg/L이 첨가된 배지 또는 상기 미량무기물이 없는 배지에서 배양하여 얻은 각각의 영지버섯 균사체 배양액을 감압추출 또는 가열로 추출하고 이를 1:1:1의 비율(v/v)로 혼합하여 영지버섯 균사체 배양추출액을 얻고 상기 배양추출액을 양어용 분말사료 1kg 당 10∼20 mL로 혼합하여 양어에게 급여하는 것을 특징으로 하는 면역능이 증강된 양어사육방법.
  2. 돼지사육방법에 있어서,
    셀레늄(Na2SeO3) 20∼300 mg/L 또는 크롬(CrCl3) 100∼1,200 mg/L이 첨가된 배지 또는 상기 미량무기물이 없는 배지에서 배양하여 얻은 각각의 영지버섯 균사체 배양액을 감압추출 또는 가열로 추출하고 이를 1:1:1의 비율(v/v)로 혼합하여 영지버섯 균사체 배양추출액을 얻고 상기 배양추출액을 돼지의 사료 1kg 당 40∼50 mL로 혼합하여 돼지에게 급여하는 것을 특징으로 하는 육질과 맛이 개선된 돼지사육방법.
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