KR100688386B1

KR100688386B1 - 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법으로 생산된 우유

Info

Publication number: KR100688386B1
Application number: KR1020050006226A
Authority: KR
Inventors: 백인기; 장문백
Original assignee: 제일사료 주식회사; 백인기; 장문백
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2007-03-02
Also published as: KR20060085387A

Abstract

본 발명은 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법으로 생산된 우유에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우모분 또는 우모분 소화물을 첨가한 사료를 급여하여 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법에 의해 생산된 우유에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 가금육의 소비 후 폐기처리되는 우모를 사료로 재활용할 수 있고, 타우린 함량이 증가된 기능성 우유를 생산하도록 함으로써 타우린 섭취가 부족한 사람들에게 타우린을 간편하게 공급해 줄 수 있다.

우모분 소화물, MHA, 타우린, 우유, 사료

Description

타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법으로 생산된 우유{THE PRODUCTION METHOD OF MILK ENRICHED TAURINE AND THEREOF THE MILK}

도 1은 본 발명에 따른 우모분(feather meal; FM)의 첨가량에 따라 생산된 우유 내 타우린 함량의 변화를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 우모분 소화물(feather meal digest; FMD)의 첨가량에 따라 생산된 우유 내 타우린 함량의 변화를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 5% 우모분 소화물(FMD)과 L-시스틴의 첨가량에 따라 생산된 우유 내 타우린 함량의 변화를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 5% 우모분 소화물(FMD)와 MHA(methionine hydroxyl analogue)의 첨가량에 따라 생산된 우유 내 타우린 함량의 변화를 나타낸 것이다.

본 발명은 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법으로 생산된 우유에 관한 것이다.

타우린(taurine)(2-amino-ethanesulfonic acid)은 포유동물의 체내에서 생합성되는 함황아미노산(sulfonic amino acid)의 하나로서 세포 내액에서 유리된 상태 로 존재하고(Huxtable R.J., Physiol. Rev., 72, pp101-163, 1992; Worden J.A. and Stipanuk M.H., Comp. Biochem. Physiol., 82B2, pp233-239, 1985), 특히 뇌, 안구, 근육, 간 등의 골격근과 신경계의 유리 아미노산 집단에서 높은 농도로 발견되며, 해독과 항산화 작용을 통해 간 기능 강화와 혈중 콜레스테롤 수치 감소 및 혈압 조절 등 다양한 기능성을 가진 건강 소재로 오래전부터 식품 및 음료에 사용되어 왔다. 타우린은 육식동물 체내에서 담즙산을 포함하여 타우로콜산(taurocholic acid)의 형태로 담즙을 통해 배출되는데, 담즙으로 배출된 타우린은 계면활성 작용에 의해 장내에서 지방 또는 지용성 비타민의 흡수를 촉진시키고, 또한 이담작용에 의해 급성 간염시 황달의 경감작용과 고지혈증 환자의 혈청 내 중성지방과 콜레스테롤의 수치를 저하시키는 효과가 있으며, 이외에도 뇌의 발육, 망막의 광수용체 활성, 생식 및 정상적인 성장 발달, 항산화 활성, 신경 전달 등 다양한 기능을 가지고 있는 것으로 보고되고 있다(Jacobsen et al., Physiol. Rev., 48, pp424-511, 1968). 이와 같은 생리활성으로 인해 타우린은 유아용 이유식이나 껌, 음료 및 자양강장 드링크제 등의 각종 건강식품이나 의약품의 첨가물로 사용되고 있으나 약물로서는 자주 사용되지 않으며, 치료적 사용은 심장질환의 치료에 대해서만 보고되고 있다.

포유류의 조직에서 타우린은 함황 아미노산인 시스테인(cysteine)과 메티오닌(methionine)으로부터 생합성되는데, 인체의 경우 타우린의 생합성에 관여하는 시스테인 다이옥시게나제(cysteine dioxygenase)와 시스테인 디카르복실라제(cysteine decarboxylase)의 활성이 매우 낮아 타우린의 생합성이 거의 이루어지지 않고 있으며, 따라서 외부로부터 타우린을 공급받아야 한다(Vinton et al., Pediatr. Res., 21, pp399-403, 1987). 구체적으로 젖소의 우유 내 평균 타우린 함량은 10~54 μ㏖/ℓ로 다른 포유류의 유즙 내 타우린 농도에 비해 현저히 낮았으며(Rassin et al., Early Hum. Dev., 2, pp1-13, 1978; Harris and Lee, Bull. Int. Dairy Fed., 336, pp51-55, 1999), 국내에서 시판되고 있는 우유의 경우 80~130 μ㏖/ℓ로 한국인 모유 내 타우린 함량인 192~274 μ㏖/ℓ에 비해 낮은 수준이므로 모유 수준으로 조제유 공정 중 인위적인 타우린 첨가가 이뤄지고 있는 실정이다(Park et al., Kor. J. Nutr., 30, pp88-95, 1998; Kim et al., J.Korean Soc. Food Sci. Nutr., 28(1), pp16-21, 1999).

그러나, 타우린을 직접 제품에 추가하거나 타우린을 풍부하게 함유하고 있는 사료를 직접 공급하여 타우린을 다량 함유하는 식품 등의 제품을 생산하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저 타우린을 직접 제품에 추가하는 경우의 문제점은 천연 타우린 추출법에 의해 공급되는 타우린의 양이 극히 소량이므로 생산성이나 경제성이 떨어질 수 있으며, 타우린을 풍부하게 함유하고 있는 사료를 직접 공급하는 방법은 반추위를 가진 동물에 이를 적용할 경우 반추위 내에 존재하는 미생물에 의해 타우린이 분해되어 목적하는 정도의 타우린을 함유한 제품을 생산하기 어렵고, 과량의 타우린이 생체 내에 존재하게 될 경우 반추 대사와 반추 후 소화흡수에 방해가 될 수 있다는 것이다.

한편, 우모분은 가금의 깃털을 고압하에서 가열처리하여 건조, 분쇄한 것으 로 타우린의 전구물질인 시스틴(cystine)의 함량이 4.34%(NRC, 1994)로 가축사료 원료 중 가장 높다. 우모분은 그냥 말려서 만든 것에 비하여 소화이용율이 높고 사료가치가 우수하나 전처리 과정에서 폐수 및 악취가 강해 일종의 공해 산업으로 취급되고 있으며 단백질 이용율은 27~63%로 아주 낮다. 우모분은 조단백질 함량이 85%이상 되므로 부족한 동물성 단백질을 보충할 수 있다는 것과 폐기물을 활용한다는 면에서 볼 때 사료화의 의의가 크지만 우모 단백질의 85~90%는 케라틴으로 구성되어 있고, 그 구조는 베타-헬릭스(β-helix)를 형성하는 펩타이드 결합과 사슬내의 수많은 수소결합을 형성하고 이들은 다시 디설파이드결합(disulfide bond)에 의하여 케이블과 같이 꼬여 있기 때문에 물리, 화학적으로 안정된 형태를 취하고 있어 소화효소에 의해 쉽게 분해하기가 어렵다. 특히, 아미노산의 균형이 잘 이루어져 있지 않아 메티오닌(methionine), 라이신(lysine), 히스티딘(histidine), 트립토판(tryptophan) 등이 부족하다는 사실과, 우모 단백질은 소화 이용율이 극히 낮아 이것이 사료적 가치를 떨어뜨리는 요인이 되고 있다.

현재까지 타우린 강화 축산물 개발이 시도되었으나 여러 가지 방법으로 처리한 우모분을 함유한 사료를 이용하여 타우린 함량이 증가된 우유를 제조하는 방법에 대한 연구 사례는 전무한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 우유에 타우린함량을 증가시키기 위하여 타우린의 전구체인 시스틴(cystine)을 함유한 우모분 또는 우모분소화물을 함유한 사료를 급여하여 생산된 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 을 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 목적은 상기 방법으로 생산된 타우린 함량이 증가된 우유를 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 우모분 또는 우모분 소화물을 함유한 사료를 급여하여 생산된 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법에 의해 생산된 우유에 관한 것이다.

이하 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 우모분(feather meal; FM) 또는 우모분 소화물(feather meal digest; FMD)을 첨가한 사료를 급여하여 생산된 것을 특징으로 하는 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법에 의해 생산된 타우린 함량이 증가된 우유를 제공한다.

이때, 상기 우모분 소화물은 우모분 중량대비 100~120 중량(w/v)% 의 물 및 2~4 중량(w/v)%의 과산화수소(H₂O₂)를 가하여 반응시킨 후, 상기 과산화수소와 동량의 5N NaOH를 첨가하여 10~15시간 동안 산화시킨 뒤, 건조·분말한 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 사료는 급여되는 사료 전체 중량대비 1~5 중량%의 우모분 소화물 및 1~5 ㎖/day의 MHA(메티오닌 하이드록실 아날로그, methionine hydroxyl analogue, 이하 'MHA'라고 한다.)를 추가로 더 첨가한 사료 또는 급여되는 사료 전체 중량대비 1~5 중량%의 우모분 및 1~5 중량%의 당밀을 추가로 더 첨가한 사료인 것이 바람직하다.

본 발명자들은, 착유우 TMR사료 내에 우모분 (FM)과 우모 소화물 (FMD)를 농도별 처리하여 우유 내 타우린 함량 및 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화를 측정한 결과, 우유 내 타우린 함량은 우모 소화물(FMD) 처리구에서 가장 우수하였으며, 상기 FMD와 함께 L-시스틴 또는 MHA를 농도별 처리하여 우유 내 타우린 함량의 변화를 측정한 결과, L-시스틴을 처리한 경우보다 MHA를 처리한 경우에 대조구에 비해 유의하게 높은 타우린 함량 증가율이 나타남을 확인할 수 있었다.

한편, 상기 FM과 함께 당밀 또는 당밀+MHA를 추가로 첨가했을 때 우유 내 타우린 함량과 유생산성에 미치는 영향에 대해 살펴본 결과, 우유 내 타우린 함량은 FM 단독의 처리구에 비해 당밀을 첨가하거나 당밀과 MHA를 함께 처리한 경우에 유의하게 증가함을 확인하였다.

이하 본 발명의 구성을 실시예, 시험예, 도면 및 도표를 통하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 실시예, 시험예, 도면 및 도표에 의하여 본 발명의 청구범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 우모분(FM), 우모소화물(FMD) 및 MHA(methionine hydroxyl analogue)의 준비

기본 TMR사료(23.7㎏ DMI/day)(표 1 참조)에 첨가할 우모분(FM; Feather meal)은 (주)제일사료에서 공급하였다.

또한, 우모소화물(feather meal digest; FMD)은 우모의 케라틴(keratin) 단 백질 구조가 동물 체내에서의 타우린 합성과정에서 보다 용이하게 이용될 수 있도록 하게 위하여 우모분 20㎏에 물 23L와 H₂O₂ 600㎖를 가하여 실온에서 12시간 동안 반응시켜 우모 케라틴의 시스틴(cystine) 결합(S-S)을 시스테인(-SH, HS-)으로 환원시켰으며, 이후 5N의 NaOH 600㎖를 첨가하여 12시간 동안 산화시킨 뒤 60℃의 건조오븐(drying oven)에서 3일간 건조한 후 윌리밀(Wiley mill)을 이용하여 1 ㎜ 스크린(screen)으로 분쇄하여 준비하였다.

한편, MHA는 (주)중앙바이오텍에서 공급하는 제품(Novus International Inc.)을 구입하여 사용하였다.

본 시험에 사용된 기본 TMR사료

	항목	함량(중량%)
구성 성분	옥수수 사일리지(corn silage)	43.7
	전지면실(whole cotton seed)	4.5
	귀리건초(oat hay)	4.5
	하이그린(High green)^®1	3.7
	농후사료(concentrate mix)	43.6
	계	100
화학성분	건물(dry matter)	1.70
	회분(ash)	1.30
	조단백질(crude protein)	1.00
	조지방(ether extract)	0.38
	NDF(neutral detergent fiber)	0.20
	ADF(acid detergent fiber)	0.15
	계	138.64
	¹High green^® contained alfalfa, tall fescue, orchard grass, malt barley, malt oat, calcium phosphates and chemical composition is 9.0% CP, 0.5% EE, 35.0% CF, 0.3% Ca, 0.2% P and 12.0% crude ash. ²Concentrate mixes contained 24.31% wheat, 7.00% ground corn, 20.0% soybean hulls, 19.06% canola meal, 18.73% soybean meal (44% CP), 0.07% corn gluten meal (59% CP), 3.53% salt, 3.23% sodium bicarbonate, 1.84% calcium supplement, 2.23% vitamin & mineral.

시험예 1. 우모분 및 우모소화물의 첨가량에 따른 우유 내 타우린 함량과 우유 생산에 미치는 영향

1-1. 시험동물 및 시험방법

홀스타인 프리시안(Holstein Friesian) 착유우 16두(평균체중 580kg, 평균유량 27.8kg/day)를 공시동물로 하였으며, 상기 표 1의 기본 TMR사료(23.7kg DMI/day)에 본 발명의 우모분과 우모소화물을 각각 첨가하여 배합한 뒤 급여하였다. 이때, 우모분(FM)과 우모소화물(FMD)은 각각 1일 건물섭취량을 기준으로 사료 내 0, 1, 3, 5%씩 첨가하여 각각 4처리 4반복(개체)으로 FM 시험 후 FMD 시험을 연속적으로 실시하였다. 분석용 시료채취 (처리전)는 시험사료 급여 전 3일간 실시하였고, 19일간 시험사료 적응기간을 가졌으며 이후 3일간 샘플 (처리후)을 취하였다. 우모분 및 우모소화물의 성분을 각각 분석한 다음, 우모분(FM)과 우모소화물(FMD)의 수준별 첨가에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 분석하였으며, 착유우에 있어서의 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화를 분석하였다.

1-2. 시험사료의 성분분석 및 통계분석

시험사료의 분석은 A.O.A.C의 방법(Association of Official Analytical Chemists., Official method of analysis 15^thed., Washington D.C., 1990)에 따라 건물(dry matter), 회분(ash), 조단백질(crude protein) 및 조지방(ether extract)을 분석하였고, Van Soest의 분석방법(Van Soest et al., J. Dairy Sci., 74, p3583-3597, 1991)에 따라 NDF (neutral detergent fiber)와 ADF (acid detergent fiber)를 분석하였다(표 1 참조).

그 결과, 본 시험에 사용된 FM과 FMD의 화학적 구성성분은 각각 DM 95.9%와 98.7%, 조회분 6.7%와 8.4%, CP 82%와 83%, EE 6.8%와 12.8%, NDF 78%와 48%, ADF 26.5%와 28.8%로 나타났는데, 특히 FM의 NDF와 ADF는 Harris와 Staples (1992)에 의해 보고된 2% ADF 함량에 비해 매우 높은 결과를 나타내었다.

1-3. 타우린 함량에 미치는 영향

상기 시험예 1-1에서 FM과 FMD의 수준별 첨가에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 측정하였다.

구체적으로, 우유 내 타우린 분석은 5배로 희석시킨 시료 200㎕에 메탄올 2㎖를 가한 후 원심분리기(VS6000CF, Vision scientific Co, Korea)를 이용하여 2,000×g에서 30분 동안 원심분리한 뒤 0.45㎛ 시린지 필터(syringe filter)(16555K, Minisart^®, Germany)로 여과한 후, 시료 내 유리아미노산을 OPA(o-phthaldialdehyde) 유도체로 만들어 머크 칼럼(Merck LichroCART column)(Superspher 100RP-18 end-capped, 125×4mmID)이 장착된 HPLC(Gilson 305 system, Gilson, France)로 측정하였다(Zunin과 Evangelisti, International Dairy Journal, 9, pp653-656, 1999). 분석시 이동상으로는 0.8㎖/min 속도로 0.1M 소듐 아세테이트(sodium acetate)(pH 5.80)와 메탄올을 각각 80:20 (v/v)으로 혼합한 용액 A와 20:80 (v/v)으로 혼합한 용액 B를 흐르게 하여 형광분석기(fluorescence detector)(excitation wavelength: 350nm, emission wavelength: 426nm)로 측정하였으며, 이때 타우린은 12.56±0.05분 후에 분리되었다. 샘플 20㎕를 주입한 피크(peak)의 면적을 표준 타우린(standard taurine)(Sigma)과 각 시료 중 타우린의 얻어진 피크의 면적과 비교하여 계산하였다.

통계처리는 SAS (2000)의 프로그램 패키지(program package)의 GLM(General Linear Model) 방법에 의해 표준오차를 구하였고, t-테스트(t-test)를 통하여 P<0.05에서 처리간 평균의 유의차를 검정하였다.

그 결과, 시험사료 급여 전 3일 동안 채취한 우유 내 타우린 함량은 FM처리구의 경우 평균 41.76±1.14μ㏖/ℓ이였고, FMD 처리구는 41.89±1.47μ㏖/ℓ이였다(도 1 및 도 2 참조). 구체적으로, 우유 내 타우린 함량은 FM과 FMD의 첨가량이 증가함에 따라 증가였으며, 전체 FM처리구의 급여 후 평균 타우린 함량은 0% 대조구를 포함하여 43.53±6.43 μ㏖/ℓ(39.18~53.09μ㏖/ℓ)으로 급여전 41.76μ㏖/ℓ보다 높았다. 3% FM 급여구에서의 타우린 함량이 평균 39.96±2.03μ㏖/ℓ으로 FM 급여전에 비해 13.91%의 증가율을 나타내었으며, 5% FM 처리구는 7.91% 증가하였다. 전체 FMD 처리구의 급여 후 평균 타우린 함량은 0% 대조구를 포함하여 42.49±11.05μ㏖/ℓ(35.10~58.83 μ㏖/ℓ)으로 측정되었다. 5% FMD 처리구에서 평균 58.83±1.00 μ㏖/ℓ으로 가장 높은 타우린 함량을 나타내었으며 급여전에 비해 21.90% 증가하였다. 이는 FMD의 우모 케라틴의 구조가 화학적 처리로 반추미생물에 의해 보다 용이하게 이용되어 결과적으로 반추위 내에서의 단백질 이용율과 반추미생물의 합성 증가로 이어져 소장으로의 보다 많은 아미노산의 유입과 흡수가 이루어짐으로써 타우린 합성이 증가된 것으로 사료된다.

1-4. 우유 생산에 미치는 영향

상기 시험예 1-1에서와 같은 FM과 FMD의 첨가에 따라 착유우에 있어서 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화에 미치는 영향을 살펴보았다.

구체적으로, 산유량(MY; milk yield)은 1일 2회 착유시(05:00와 17:00) 밀크미터(milk meter)(TRU-TEST^®, Denmark)를 이용하여 측정하였으며, 각각의 우유를 50㎖ 튜브(tube)에 채취하여 밀코-스캔(Milko-Scan)(FOSS-4000, Foss Electric, Denmark)을 이용하여 유성분과 체세포수(SCC; somatic cell count)를 측정하였다(표 2 및 표 3 참조).

첨가량		FM 첨가에 따른 영향
첨가량		산유량 (㎏/day)	유지방(%)	단백질(%)	락토스(%)	MUN (㎎/100㎖)²	체세포수 (x10³/㎖)³
0%	투여전	28.44	3.30	3.29	4.99	17.05	98.50
	투여후	28.00	4.41	3.27	4.88	18.87	227.75
	SEM	0.22	0.55	0.01	0.06	0.91	64.63
1%	투여전	30.88	3.59	3.19	5.08	16.96	95.13
	투여후	30.19	4.01	3.10	4.93	16.00	186.75
	SEM	0.34	0.21	0.05	0.08	0.48	45.81
3%	투여전	24.75	3.26	3.32	4.93	18.82	226.38
	투여후	25.88	3.79	3.07	4.88	20.25	179.50
	SEM	0.06	0.26	0.13	0.03	0.71	23.44
5%	투여전	27.25	3.46	3.22	4.97	14.30	90.25
	투여후	24.63	4.44	3.18	4.96	14.91	146.00
	SEM	1.31	0.49	0.02	0.01	0.30	27.88

첨가량		FMD 첨가에 따른 영향
첨가량		산유량 (㎏/day)	유지방(%)	단백질(%)	락토스(%)	MUN (㎎/100㎖)²	체세포수 (x10³/㎖)³
0%	투여전	27.17	3.55	3.16	5.07	14.96	41.88
	투여후	26.78	4.06	3.13	5.13	14.90	63.00
	SEM	0.20	0.26	0.01	0.03	0.03	10.56
1%	투여전	25.88	3.85	3.18	5.01	21.01	116.54
	투여후	24.63	3.79	3.21	5.04	13.36	139.25
	SEM	0.63	0.03	0.01	0.01	3.82	11.35
3%	투여전	29.46	3.73	3.20	5.05	17.69	94.54
	투여후	28.54	3.79	3.21	5.17	15.51	104.50
	SEM	0.46	0.03	0.04	0.06	1.09	4.98
5%	투여전	29.04	3.70	3.00	5.02	16.24	46.00
	투여후	29.92	3.63	3.12	5.11	11.88	50.50
	SEM	0.19	0.04	0.06	0.04	2.18	7.25

그 결과, 산유량(MY)은 통계적 차이 없이 3% FM 처리구와 5% FMD 처리구에서 증가하였으나 나머지 처리구에서는 감소하는 경향을 보였으며, 특히 5% FM를 급여한 처리구는 처리 전 보다 9.63% 감소하였다. 이와 같은 결과는 사료 내 FM의 첨가량이 증가할수록 기호성 감소에 의한 유생산성이 감소함을 나타낸다. 한편, 본 시험에서 대조구 사료의 조단백질 함량이 10.36%로 비교적 낮았으나 FM 또는 FMD 첨가에 따른 유의한 차이는 없었다.

유지방 함량은 무처리구에서 착유기간에 따른 차이가 가장 많이 나타내었으며, 모든 FM 처리구에서 통계적 차이 없이 증가하였다. FMD 처리구의 무처리구(0%구) 또한 시험 전후 기간에 따라 12.56%의 유의한 증가율을 나타내었으나 다른 FMD 처리구들은 FMD첨가에 따른 유지방량의 변화는 없었다.

유단백질 함량은 통계적 차이 없이 모든 FM 처리구에서 감소하였고, FMD 처리구에서는 증가하였다. FM 처리구의 유단백질의 감소는 사료 내 우모분 첨가량의 증가에 따라 유단백질 함량이 감소하였고, 이와 같은 결과는 FM의 부분적인 아미노산 결핍에 의한 결과로 사료된다. 반면 유단백질 함량이 FMD 첨가 전에 비해 FMD 첨가 후에 다소 증가한 것은 본 연구에 사용된 FMD가 우모 keratin의 SS 의 이중결합을 깨기 위한 H₂O₂ 처리 결과로 우모분 단백질의 반추위 내 소화율을 증가시킨 결과인 것을 알 수 있었다.

무처리구를 포함하여 모든 FM 처리구의 락토스(lactose) 함량은 통계적 차이 없이 감소하였고, FMD 처리구에서는 증가하였다. 착유우에 대한 FM과 FMD 처리는 우유 내 락토스 함량에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.

MUN (milk urea nitrogen)은 FM과 FMD 처리구 모두에서 통계적 차이는 없었고, 1% FM 처리구는 다소 감소하였고, 나머지 처리구에서는 증가하는 경향을 나타내었으나 FMD 처리구는 전체 처리구에서 감소하였다. FMD 처리구에서의 MUN 감소는 간접적으로 BUN 농도가 감소한 것을 나타내며, 이와 같이 보다 낮은 BUN 농도는 사료 내 조단백질의 이용률이 높아진 것과 관련하여 NUE (nitrogen utilization efficiency)가 향상되었기 때문이다. 또한 FM과 FMD 급여 후 MUN 농도는 11.88~15.51ml/100ml의 범위로 측정되었는데, 이와 같은 결과는 일반적으로 알려진 12~18ml/100ml (Barker 등, 1995; Roseler 등, 1993)과 유사하며, 착유우에 대한 단백질 공급량이 적절하였음을 나타내고 있다.

체세포수는 3% FM 처리구에서 유의하게 감소하였고 (P<0.05), 다른 FM 처리구들은 유의하게 증가하였으나, 대조구의 SCC가 유의하게 증가하여 처리에 따른 영향이라기 보다 사양시기에 따른 영향임을 알 수 있었다. 한편, 전체 FMD 처리구의 체세포수는 유의한 차이가 없었다.

시험예 2. 우모소화물에 L-시스틴과 MHA의 첨가량에 따른 우유 내 타우린 함량에 미치는 영향

2-1. 시험동물 및 시험방법

홀스타인 프리시안(평균체중 584kg, 평균유량 28.04kg/day) 착유우를 이용하여 상기 시험예 1에서 우유 내 타우린 함량이 최대인 FMD 처리구에 L-시스틴(L-cystine)과 MHA(methionine hydroxyl analogue)를 상기 시험예 1의 사료에 각각 0, 1, 3, 5g 또는 ml/day 첨가하여 1일 2회 균등 급여하였고, 시험예 1과 마찬가지로, 4처리 4반복 (개체)으로 L-시스틴 시험 후 바로 연속적으로 MHA 시험을 실시하였다. 분석용 시료채취 (처리전)는 시험사료 급여 전 3일간 실시하였고, 19일간 시험사료 적응기간을 가졌으며 이후 3일간 샘플 (처리후)을 취하였다. 상기 L-시스틴과 MHA의 첨가량에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 분석하였으며, 착유우에 있어서의 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화를 분석하였다.

2-2. 타우린 함량에 미치는 영향

상기 시험예 2-1에서 5% FMD 와 함께 L-시스틴 또는 MHA의 첨가량에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 상기 시험예 1-3의 분석방법에 따라 측정하였다. 이때, 통계처리는 상기 시험예 1-3에서와 마찬가지로 SAS (2000)의 프로그램 패키지의 GLM 방법에 의해 표준오차를 구하였고, t-테스트를 통하여 P<0.05에서 처리간 평균의 유의차를 검정하였다.

시험사료 급여 전 3일 동안 채취한 우유 내 평균 타우린 농도는 28.47 ± 14.70μmol/ℓ (15.99~63.55μmol/ℓ)였다. 이후, L-시스틴+5% FMD와 MHA+5% FMD 처리구의 우유 내 타우린 농도는 증가하는 경향을 나타내었다(도 3 및 도 4 참조). 구체적으로, L-시스틴+5% FMD 처리구는 상기 시험예 1에서 5% FMD 처리에 의해 우유 내 타우린 함량이 증가하였던 것과 비슷한 경향을 나타내었으나 무첨가 대조구에서도 처리구와 같은 시기에 타우린 함량이 증가하였고, 시험사료 급여 전 타우린 함량이 평균 63.55±2.25μmol/ℓ으로 가장 높았던 1g L-시스틴+5% FMD 처리구는 오히려 7.64% 감소하였기 때문에 처리에 따른 효과는 미미한 것으로 간주되었다.

그러나, MHA+5% FMD 처리구의 우유 내 타우린 농도는 모든 처리구에서 증가하였는데, 1, 3, 5㎖ MHA+5% FMD의 타우린 농도는 시험사료 급여 전에 비해 각각 65.27%, 60.31%, 34.92% 증가하였다. 이와 같은 결과는 상기 시험예 1에서 시험사료 급여전보다 21.90%의 높은 타우린 증가율을 나타낸 5% FMD 첨가에 의한 영향과 MHA에 의한 추가적인 효과에 따른 것으로 사료된다.

2-3. 우유 생산에 미치는 영향

상기 시험예 2-1에서 5% FMD 와 함께 L-시스틴 또는 MHA의 첨가에 따라 착유우에 있어서 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화에 미치는 영향을 상기 시험예 1-4의 방법을 이용하여 측정하였다(표 4 및 표 5 참조).

첨가량		5% FMD + L-시스틴 첨가에 따른 영향
첨가량		산유량 (㎏/day)	유지방(%)	단백질(%)	락토스(%)	MUN (㎎/100㎖)²	체세포수 (x10³/㎖)³
대조구	투여전	25.33	3.75	2.98	4.94	16.64	26.83
	투여후	25.50	3.81	2.97	5.00	19.05	21.17
	SEM	0.08	0.03	0.09	0.03	1.21	2.83
1g	투여전	34.17	3.19	3.43	4.94	7.78	51.25
	투여후	35.83	2.92	3.11	5.00	10.53	18.00
	SEM	0.83	0.14	0.16	0.03	1.37	16.63
3g	투여전	30.8	3.72	3.12	4.84	20.91	109.17
	투여후	28.50	3.86	3.03	4.90	25.74	110.17
	SEM	1.17	0.07	0.04	0.03	2.42	0.50
5g	투여전	29.93	3.31	3.20	4.90	11.62	83.33
	투여후	25.17	3.89	3.26	4.97	13.32	180.50
	SEM	2.38	0.29	0.03	0.04	0.85	48.58

첨가량		5% FMD + MHA 첨가에 따른 영향
첨가량		산유량 (㎏/day)	유지방(%)	단백질(%)	락토스(%)	MUN (㎎/100㎖)²	체세포수 (x10³/㎖)³
대조구	투여전	38.17	2.59	3.04	5.12	16.93	40.20
	투여후	38.67	3.28	3.06	5.16	15.26	43.25
	SEM	0.25	0.35	0.01	0.03	0.83	1.52
1g	투여전	28.60	3.53	3.17	5.07	13.82	51.67
	투여후	30.83	3.30	3.19	5.08	11.47	29.33
	SEM	1.12	0.12	0.01	0.01	1.17	11.17
3g	투여전	28.67	3.46	3.18	4.87	11.97	81.25
	투여후	25.17	4.32	3.19	4.89	15.09	83.00
	SEM	1.25	0.43	0.01	0.01	1.56	0.88
5g	투여전	29.17	3.64	3.23	5.04	15.26	102.50
	투여후	18.50	4.29	3.71	4.98	12.15	223.00
	SEM	5.33	0.33	0.24	0.09	1.55	60.25

그 결과, 산유량(MY)은 L-시스틴+5% FMD와 MHA+5% FMD 처리구가 각각 1g과 1㎖ 처리구에서 유의적 차이 없이 증가하였으나, 그 이상의 처리구들 {3 및 5 (g 또는 ㎖)}에서는 유의하게 감소였다. 본 시험에서 사용한 MHA는 완전보호 아미노산은 아니지만 반추위 미생물에 의한 분해에 저항력을 가지며 (Belasco I.J., J.Dairy Sci, 55, pp353-357, 1972; Patterson과 Kung, J.Dairy Sci, 71, pp3292-3301, 1988), 흡수되었을 때 우유 합성에 영향을 미치는 메티오닌(methionine)으로 대사될 수 있으므로 (Belasco, J.Dairy Sci, 63, pp775-784, 1980; Wester et al., J.Dairy Sci, 83(Suppl.l), 269(abstract), 2000) 유량이 증가할 것으로 기대했었으나 본 시험에서는 감소하였다. 이와 같은 결과는 첨가사료 급여기간 동안 기온상승에 의한 고온 스트레스와 L-시스틴과 MHA에 의한 기호성 감소 때문으로 사료되며, 특히 5g L-시스틴+5% FMD와 5㎖ MHA+5% FMD 처리구에서 시험사료 급여 전보다 감소 폭이 컸다.

유지방 함량은 L-시스틴과 MHA첨가 수준이 높아 질수록 증가하는 경향이 있었다. 이와 같은 결과는 반추위 보호 라이신(lysine)과 메티오닌의 첨가 시 비유시작 첫 8주 동안 유지방함량에 영향을 미치며 (Canole F.J., et al., J.Dairy Sci, 73, pp135-141, 1990), 메티오닌 형태의 보호단백질의 첨가가 불포화지방산 함량에 영향을 미친다는 보고와 유관한 것으로 보인다 (Blum J.W., J.Dairy Sci, 82, pp1991-1998, 1999).

유단백질 함량은 L-시스틴+5% FMD처리구들에서는 유의한 차이가 없었고, 5㎖ MHA+5% FMD 처리구에서는 유단백질 함량이 유의하게 증가하였다.

락토스 함량은 모든 처리구에서 유의한 차이가 없었다.

MUN은 L-시스틴+5% FMD구에서 유의하게 증가했으나 대조구도 같이 증가 했기 때문에 처리에 따른 차이라기 보다는 급여시기에 따른 차이로 보이며, MHA+5% FMD처리구들에서는 유의한 차이가 없었다.

체세포수(SCC)의 변화는 1g 및 5g L-시스틴+5% FMD 처리구와 5㎖ MHA+ 5% FMD처리구에서 시험사료 급여 전에 비해 유의하게 증가하였고, 1㎖ MHA+5% FMD처리구에서 시험사료 급여 전에 비해 유의하게 감소하여 전제적으로 일정한 경향이 없 었다.

시험예 3. 우모분, 당밀 및 MHA의 첨가가 우유 내 타우린 함량에 미치는 영향

3-1. 시험동물 및 시험방법

홀스타인 프리시안 12두를 평균 유량이 같게 세 개의 그룹으로 나눈 후 FM(5%) 처리구와 FM(5%)+당밀(3%) 처리구, FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1ml) 처리구를 두고 1일 2회 균등급여 하였으며, 3처리 4반복(개체)으로 비교실험 하였다. 시험개시 19일 후에 샘플을 채취하여 상기 FM(5%), FM(5%)+당밀(3%) 및 FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1ml) 처리에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 분석하였으며, 착유우에 있어서의 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화를 분석하였다.

3-2. 타우린 함량에 미치는 영향

상기 시험예 3-1에서 FM(5%), FM(5%)+당밀(3%) 및 FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1ml) 첨가에 따른 우유 내 타우린 함량의 변화를 상기 시험예 1-3의 분석방법에 따라 측정하였다. 이때, 통계처리는 상기 시험예 1-3에서와 마찬가지로 SAS (2000)의 프로그램 패키지의 GLM 방법에 의해 표준오차를 구하였고, 분산분석 후 던컨스 다중검정(Duncan's multiple range test)(Steel과 Torrie, 1981)를 통하여 P<0.05에서 처리간 평균의 유의차를 검정하였다(표 6 참조).

	FM(5%)	FM(5%)+ 당밀(3%)	FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1㎖)	SEM
타우린 (mmol/ℓ)	40.01	41.41	42.56	1.277
산유량 (㎏/day)	24.43	24.64	24.55	0.105
유지방(%)	3.43	4.01	4.08	0.357
단백질(%)	3.00	3.10	3.20	0.321
MUN (㎎/100㎖)²	14.85	13.21	13.32	0.917
체세포수 (x10³/㎖)³	87.21	102.11	101.98	8.565

그 결과, 시험사료 급여 전 3일 동안 채취한 5% FM 처리구 4마리 착유우의 우유 내 타우린 농도는 평균 38.13±5.15μmol/ℓ(32.21~40.24μmol/ℓ)이었으며, 이후 FM(5%)처리구의 타우린 농도는 40.01 μmol/ℓ로 약 5% 증가하였다. 당밀처리구들 즉, FM(5%)+당밀(3%)과 FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1ml)처리구는 FM(5%)구에 비해 통계적으로 유의하게 타우린 함량이 증가하였으나, 두 당밀처리구 간에는 유의한 차이가 없었다. 따라서 상기 시험예 3에 있어서 FM에 당밀첨가효과는 유의하나 MHA(1ml)의 첨가효과가 유의하지 않았는 바, 이는 상기 시험예 2에서 5% FMD에 MHA를 첨가한 모든 처리구에서 우유 내 타우린 함량이 유의하게 증가한 결과와 비교할 때 MHA(1ml)의 첨가효과는 FM과 FMD에서 차이가 있음을 확인할 수 있었다.

3-3. 우유 생산에 미치는 영향

상기 시험예 3-1에서 FM(5%), FM(5%)+당밀(3%) 및 FM(5%)+당밀(3%)+MHA(1ml) 첨가에 따라 착유우에 있어서 산유량, 유성분 및 체세포수의 변화에 미치는 영향을 상기 시험예 1-4의 방법을 이용하여 측정하였다.

그 결과, 유성분 중 유량, 유지방, 유단백은 처리구간 통계적 차이가 없었으며, MUN 농도는 FM (5%)구에 비해 FM (5%)+당밀 (3%)와 FM(5%)+당밀(3%)+MHA (1ml) 처리구에서 통계적으로 유의하게 감소하였고, SCC는 두 처리구에서 유의하게 증가하는 결과를 나타내었다. 당밀 처리구들에서 MUN 함량이 감소한 것은 FM 단백질이 당밀첨가에 의해 미생물 단백질합성에 더 효과적으로 이용되었음을 시사한다. SCC의 결과는 상기 시험예 1, 2 및 3을 통하여 일정한 경향을 제시하지 못하므로 처리외적인 요인에 의해 더 큰 영향을 받은 것으로 사료된다.

본 발명자는 상기와 같은 결과로 우유 내 타우린 농도 강화에는 FM 보다 FMD가 그리고 L-시스틴 보다는 MHA가 더욱 효과적이며, 5% FMD+1ml MHA/d/cow 처리구에서 최대 65% 증가 효과를 나타내냄을 확인하였으며, 5% FM 처리구에서는 3% 당밀 첨가가 유의적으로 타우린 농도를 증가시킴을 확인하였다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예, 시험예, 도면 또는 도표에 기재된 내용에 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 우모분 또는 우모분 소화물 및 MHA 또는 당밀을 함유한 사료를 급여하여 생산된 것을 특징으로 하는 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법 및 상기 방법에 의해 생산된 우유에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 가금육의 소비 후 폐기처리되는 우모를 사료로 재활용할 수 있고, 타우린 함량이 증가된 기능성 우유를 생산하도록 함으로써 타우린 섭취가 부족한 사람들에게 타우린을 간편하게 공급해 줄 수 있을 것이다.

Claims

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우모분 소화물은 우모분 중량대비 100~120 중량(w/v)% 의 물 및 2~4 중량(w/v)%의 과산화수소(H₂O₂)를 가하여 반응시킨 후, 상기 과산화수소와 동량의 5N NaOH를 첨가하여 10~15시간 동안 산화시킨 뒤, 건조·분말한 것으로, 급여되는 사료 전체 중량대비 1~5 중량%의 상기 우모분 소화물에 1~5㎖/day의 MHA(메티오닌 하이드록실 아날로그, methionine hydroxyl analogue)를 추가로 더 첨가한 사료를 급여하여 우유를 생산하는 것을 특징으로 하는 타우린 함량이 증가된 우유의 생산방법.
삭제
제 3 항의 방법으로 생산된 타우린 함량이 증가된 우유.