KR100872617B1

KR100872617B1 - 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제

Info

Publication number: KR100872617B1
Application number: KR1020060130085A
Authority: KR
Inventors: 김인호
Original assignee: 대전충남양돈축산업협동조합; 주식회사 이지바이오 시스템
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-12-09
Also published as: KR20080056915A

Abstract

본 발명은 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제에 관한 것으로, 각종 기능성 폴리페놀 물질, 비타민, 유기산 및 생체에 유용한 무기물들이 다량으로 포함된 포도부산물을 적당한 곡물에 첨가하고 효모 배양액을 혼합하여 고상발효 및 숙성한 사료첨가제에 관한 것이다. 본 발명의 사료첨가제는 포도부산물의 효율을 증대시켜 생산성 및 경제성을 높여 축산업에 매우 유용하게 이용될 것이다.

포도부산물, 사료첨가제, 레스베라트롤

Description

포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제{Feed Additives Improving Efficiency of Grape}

도 1은 사료첨가제의 제조공정을 나타내는 모식도이다.

도 2는 발효된 포도부산물을 첨가한 사료첨가제에서의 트랜스-레스베라트롤 함량을 보여주는 크로마토그래피 분석 그래프이다.

본 발명은 포도부산물을 첨가하여 발효한 사료첨가제에 관한 것으로, 각종 기능성 폴리페놀 물질과 비타민과 유기산 및 생체에 유용한 무기물들이 다량으로 포함된 포도부산물을 적당한 곡물에 첨가하고 효모 배양액을 혼합하여 고상발효 및 숙성한 사료첨가제에 관한 것이다.

종래의 사료 첨가제는 가축의 증체율 향상, 사료의 효율성 증대 및 질병 예방 등을 목적으로 합성화학물질인 항생제 또는 항균제를 함유하도록 하여 제조되어 왔다. 그러나, 이러한 사료 첨가제를 가축사료에 배합하여 사용하는 것은 가축에 대한 약물 남용이며, 이로 인해 질병에 대한 가축의 면역력이 저하될 뿐만 아니라 항생제에 대한 내성이 증가됨으로써 보다 강한 항생제를 요구하게 되는 결과를 초래하게 된다. 또한, 항생제 등의 약물은 가축의 체내에 잔류되기 때문에 이를 섭취하는 사람들의 건강도 위협을 받을 수 있다.

따라서, 동물산업에서 소비자 및 생산자 모두를 위해 가축 및 인체에 무해한 항생제 및 항균제를 대신할 수 있는 안정성이 확보된 후보 물질의 연구 개발 및 효능 연구가 이루어지고 있다.

포도(grape)는 펙틴(pectin)과 탄닌(tannin) 성분이 많이 들어 있어서 장운동을 촉진시킬 뿐만 아니라 해독작용까지 한다. 바이러스 활동을 억제해서 충치예방 효과도 있으며, 유기산 등 영양소가 많이 들어 있어 피로해소와 혈액 순환에 도움이 된다. 포도씨에는 해독, 살균, 항암 효과를 지닌 카테킨 성분과 피부의 탄력을 증진시키고 혈관을 강화시키는 피크나게롤도 다량 함유되어 있으며, 콜레스테롤 수치를 낮추고 역시 노화를 막는 역할을 하는 리놀렌산, 올레산 등 불포화 지방산도 빼놓을 수 없는 주요 성분이다.

특히, 포도에 함유된 레스베라트롤(resveratrol)은 식물에서 발견되는 항산화물질인 폴리페놀(polyphenol) 계열에 속하는 물질로 오디, 땅콩을 포함한 많은 식물체에서 발견되고 있는데, 포도에서 곰팡이와 같은 감염균으로부터 자신을 보호하기 위한 방어물질로 생성돼 더 많이 발견되며, 적포도주에 다량 함유되어 있다. 최근의 연구에 의하면 유방암, 전립선암, 대장암, 폐암 등을 포함한 많은 암세포에서 레스베라트롤은 세포 자살을 촉진하는 유전자들의 활성을 통하여 암세포의 증식을 억제할 수 있음이 밝혀졌으며, 단세포 생물인 효모의 수명을 80% 연장시키는 것으로 보고되었다. 레스베라트롤은 항균, 항암, 항바이러스, 항알레르기, 및 항염증 감소효과를 지니며 강력한 항산화 활성의 기능이 있다고 알려져 국내에서도 활발히 연구되고 있으며, 사료 또는 사료첨가제로도 연구되고 있다.

그 예로 한국공개특허공보 제 2000-59858호에는 발효시킨 포도찌꺼기 추출물을 실험쥐에 투여하여 체중증가 효과가 있음을 개시하였고, 한국공개특허공보 제2002-0011865호에는 사료첨가제용 포도찌꺼기 발효물을 개시하고 있으며, 일본공개특허공보 평 11-113499호에는 포도줄기 착즙박의 건조물을 양돈, 양계의 사료로 사용함을 개시하고 있다.

이렇듯 포도를 이용한 추출물 등이 사료 또는 사료첨가제로도 연구되고 있으나, 발효하거나 분쇄, 착즙하여 이들 성분을 함유하는 것만으로는 그 효율에 한계가 있어 상품성이 떨어지는 포도부산물을 직접 이용한 사료첨가제의 효율을 높이고자 하는 연구를 요구하게 되었다.

이에, 본 발명에서는 효모 배양액을 혼합하여 고상 발효시킨 포도부산물이 포도의 레스베라트롤 성분을 증가시키며, 상기 포도부산물의 첨가가 돼지의 성장 능력, 영양소 소화율과 돈육의 육질 및 저장능력에 효과가 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 포도의 폴리페놀 성분인 레스베라트롤의 함량을 증가시키고 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 포도의 폴리페놀 성분인 레스베라트롤의 함량을 증가시키고 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제를 제공한다.

본 발명은 포도부산물의 효율을 증대시킨 사료첨가제의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 ⅰ) 액상 효모배양액을 준비하는 단계와; ⅱ) 곡물혼합배지를 준비하는 단계와; ⅲ) 착즙한 포도부산물을 준비하는 단계와; ⅳ) 상기 ⅰ), ⅱ), ⅲ) 단계의 원료들을 혼합하고 고상발효하여 숙성시키는 단계와; ⅴ) 상기 ⅳ) 단계의 숙성된 원료를, 성형, 건조 및 분쇄하는 단계;를 포함하는, 레스베라트롤 함량을 증가시키고 포도부산물을 이용한 사료첨가제의 효율을 증대시킨 것을 특징으로 하는 사료첨가제 제조방법을 제공한다.

본 발명은 발효 및 숙성된 제제에서 생체에 기능성이 가장 우수한 포도성분인 레스베라트롤(resveratrol)을 분석하여 제제의 특성을 보증하였다.

본 발명은 포도부산물을 적당한 곡물에 첨가하고 효모 배양액을 혼합하여 고상발효 및 숙성한 사료첨가제를 급여하였을 때 돼지의 성장 능력, 영양소 소화율과 돈육의 육질 및 저장능력에 미치는 영향을 알아보았고 그 효과를 확인하였다.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것 일뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 생산공정

<1-1. 액상 효모배양액 준비>

포도주 제조단계에서 분리된 효모를 0.3% Yeast extract, 0.3% Malt extract, 0.5% Peptone, 1% Dextrose, pH 6.2로 조성된 액상배지에 접종하여 30℃, 100 rpm 에서 균수가 1× 10⁸균수/㎖ 이상 되도록 배양하였다.

<1-2. 곡물혼합배지 준비>

본 발명에 사용된 곡물은 옥수수 5~10 중량부, 대두박 20~35 중량부, 소맥피 20~35 중량부, 미강10~20 중량부를 적절하게 조합하여 사용하였다. 본 혼합곡물배지의 일반 성분조성은 조단백질 14~16%, 조지방 5~7%, 조섬유 3~4%, 조회분 4~5%가 포함되도록 조정하였다.

<1-3. 포도부산물 준비>

본 발명에 사용된 포도부산물은 상품성이 떨어지는 포도찌꺼기들을 회수하여 사용하였으며, 더 바람직하게는 포도부산물 및 상품성이 떨어지는 포도를 구입하여 포도를 한약 중탕용 용기에 넣고 100℃ 이상의 온도에서 2~3시간 가열하여 한약 중탕용 용기그물망속의 끓여진 포도부산물 및 포도들을 압축 피스톤으로 압착하여 포도즙을 착즙하여 사용하였으며, 포도씨나 기타 착즙찌꺼기는 제거하였다.

<1-4. 원료의 혼합 및 고상 발효>

본 발명의 제제는 하기 표 1과 같은 배합비로 고체발효기에 넣고 30분간 혼합하여 30℃에서 24시간동안 발효 및 숙성하였다.

[표 1] 원료 배합비

원료명	사용량(㎏)
곡물혼합배지	2000
효모액상배양액	80	900
포도부산물	200
물	620

<1-5. 성형, 건조 및 분쇄 단계>

발효 및 숙성된 제제는 70~80 Φ 크기로 펠렛 성형을 하였으며, 50~60℃의 저온건조를 2시간 30분 수행하고 2.5Φ 크기로 분쇄하였다.

실시예 2. 제품성분분석

<2-1. 효모수 분석>

본 발명의 최종 제제의 생균효모 총균수를 측정하였다. 최종 발효 및 숙성하여 건조과정과 분쇄과정 후 생산된 제제를 생리식염수에 단계별로 희석하고 다음과 같은 배지에 도말하여 균수를 측정하였다. 분석배지는 0.3% Yeast extract, 0.3% Malt extract, 0.5% Peptone, 1% Dextrose, 1.5% Agar, pH6.2를 조성으로 하는 고체배지로 분석하였으며 결과는 1× 10⁹효모수/kg 이상이었다.

<2-2. 레스베라트롤 분석>

본 발명에서는 생리활성이 우수한 트랜스(trans) 형태의 레스베라트롤을 분석하였다(Cho, Y. et al., Contents of resveratrol in different parts of grapes, 2003, J. Food Sci . Technol., 35(2):306-308; Adrian, M., et al., Induction of phytoalexin(resveratrol) synthesis in grapevine leaves treated with aluminum chloride, 1996, J. Agric . Food Chem., 44:1979-1981).

① 레스베라트롤 추출방법시료의 전처리방법은 Cho 와 Adrian 등의 방법을 변형하여 추출하였다. 시료 일정량을 미분쇄기(Retsch 2M-200)를 이용하여 100 메쉬(mesh)이하로 분쇄한 후에 시료 2.5 g을 HPLC 이동상(acetonitrile:water=4:6, v/v) 10 ㎖을 가한 후 5분간 볼텍스(vortex)하여 균질화시켰다. 이후 울트라소닉(ultrasonic, JAC JINWOO co.)을 이용하여 1시간 동안 레스베라트롤을 추출하였다. 추출이 끝난 시료는 4,000rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 구득한 후, 상등액을 맴브레인 필터(membrane filter, 0.45 pore(um), Albet)를 이용하여 여과한 후에 HPLC에 주입하였다. 시료의 레스베라트롤 함량을 측정하기 위해서 표준물로는 트랜스-레스베라톨(trans-resveratrol)을 이용하여 1~10 ppm 검정곡선(calibration curve) 작성한 후 분석하였다.

② 고성능 액체 크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography, HPLC) 의 조건

분석시료에 함유되어 있는 레스베라트롤은 HPLC 시스템 (Jasco co, Japan)을 이용하여 분리 정량하였으며, 분석에 이용된 컬럼(column)은 Luna 5u C18(5um, 4.6× 250mm, Phenomenex co., USA)를 사용하였고 UV detector(306 nm)에서 분석하였다. 이동상 acetonitrile/water(4:6,v/v)로 제조하였고 컬럼 오븐(column oven)의 온도는 26℃로 유지하였다. 시료주입량은 20 ㎕ 주입하고 유속은 0.4 ㎖/min 으로 분리 정량하였다(도 2).

③ 분석결과

본 발명의 제제를 상기방법으로 분석한 결과 하기의 표 2와 같이 분석되었다. 포도부산물 바람직하게는 포도부산물을 곡물혼합배지에 약 10% 첨가하였으나, 하기의 결과는 약 6~8배 첨가한 수치로 분석되었다. 이 결과는 효모를 첨가하여 24시간 고상발효하여 포도부산물에 첨가된 포도조직이 많이 분해되어 레스베라트롤의 함량이 증가된 것으로 유추된다.

[표 2] 레스베라트롤의 함량

시료	레스베라트롤 함량 ( ppm )
포도부산물	12
곡물배지	0.5 ~ 2
발효된 포도부산물을 첨가한 사료첨가제	8 ~ 10
발효되지 않은 포도부산물을 첨가한 사료첨가제	0.6 ~ 2.2

실험예 1. 사양시험

<1-1> 시험동물 및 시험설계

3원 교잡종(Landrace× Yorkshire× Duroc) 육성-비육돈 56두를 공시하였으며, 시험 개시시의 체중은 19.31± 0.17kg이었고 16주간 사양시험을 실시하였다.

처리구는 1) 대조구(일반사료) 및 2) 포도부산물 발효 제품을 3.0% 첨가한 처리구로 2개 처리를 하여 처리당 7반복, 반복당 4두씩 완전임의 배치하였다.

<1-2> 시험사료 및 사양관리

시험사료는 국제사양표준(NRC, 1998) 요구량에 따라 배합한 옥수수-대두박 위주의 사료로서 가루형태로 자유채식토록 하였으며, 물은 자동급수기를 이용하여 자유로이 먹을 수 있도록 조절하였다.

<1-3> 조사항목 및 방법

① 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율

체중 및 사료 섭취량은 시험 개시시, 5주, 11주와 종료시에 각각 측정하여 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율을 계산하였다.

육성-비육돈 사료내 포도주정박 첨가가 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율에 미치는 영향은 하기의 표 3에 나타내었다. 포도부산물 첨가 처리구는 일반사료를 급여한 처리구와 비교하여 증체량과 사료섭취량이 향상되었다.

[표 3] 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율

항목	일반사료	포도부산물을 발효한 제품의 3% 첨가
0~5주
증체량(g)	0.840	0.866
사료섭취량(g)	1.798	1.803
사료요구율	0.467	0.480
5~10주
증체량(g)	0.779	0.831
사료섭취량(g)	2.126	2.380
사료요구율	0.366	0.349
11~16주
증체량(g)	0.780	0.771
사료섭취량(g)	2.433	2.349
사료요구율	0.320	0.328
0~16주
증체량(g)	0.788	0.832
사료섭취량(g)	2.015	2.184
사료요구율	0.391	0.381

② 영양소 소화율

영양소 소화율을 측정하기 위하여 시험 5주, 11주와 종료시에 표시물로서 산화크롬(Cr₂O₃)을 사료내 0.2% 첨가하였다. 크롬사료 급여 4일 후 분을 채취하였고, 채취한 분은 60℃ 열풍건조기에서 72시간 건조 시킨 후 윌리 밀(Wiley mill)로 분쇄하여 분석에 이용하였다. 사료의 일반성분과 표시물로 혼합된 크롬은 국제화학분석방법규격(AOAC, 1995)에 제시된 방법에 의해 분석하였다.

육성-비육돈 사료내 포도부산물 첨가가 영양소에 미치는 영향은 표 4에 나타내었다. 포도부산물 첨가구는 건물 및 질소 소화율을 개선시켰다.

[표 4] 영양소 소화율

항목	일반사료	포도부산물을 발효한 제품의 3% 첨가
건물 소화율
5 주	80.97	82.74
11 주	71.69	79.53
16 주	76.60	78.42
질소 소화율
5 주	80.77	81.50
11 주	73.91	82.49
16 주	70.45	74.49

③ 육질분석

육질 분석에 사용된 돈육은 도살 후 4℃ 냉장고에 24시간 저장 후, 각 처리구별로 10두씩을 선별하여 반도체 등심 부위(M. longissimus dorsi)를 분할 정형하여 분석에 이용하였다. 육색은 크로마미터(Chromameter, Model CR-210, 미놀타사, 일본)를 사용하여 각 시료당 5회 반복하여 측정하였으며, 이때 표준색판은 L*=89.2, a*=0.921, b*=0.783으로 하였다. 육안검사는 5명의 관능검사요원을 구성하여 수행하였으며, 미국양돈협회(NPPC) 기준안에 의해 신선육의 육색(color:1~5), 근내지방도(marbling:1~5), 경도(firmness:1~5)를 조사하였다. 산도(pH)는 도축 24시간 후에 5번째와 6번째 늑골 사이의 등심부위를 채취하여 측정하였다. 등심단면적은 구 적기(MT precision model MT-10S)를 이용하여 등심단면적을 측정하였다. TBARS 분석은 윗트(Witte et al., 1970)에 의한 TBA(Thiobarbituric acid) 측정법을 이용하여 분석하였다. TBARS는 지질과산화물과 티오바르비투르산 반응성 물질로 나쁜 콜레스테롤로 불리는 저밀도 지단백 콜레스테롤의 산화도를 가늠케 해 줄 뿐 아니라 죽상경화증과 심장병의 주요한 발병원인으로 알려져 있다. 지방질의 함량이 많은 육류 및 생선 등은 신선도가 저하됨에 따라 유지가 변질된다. 따라서 TBA값을 측정하여 유지의 산패정도를 알 수 있다.

육성-비육돈 사료내 포도부산물 발효 제품의 첨가가 육질 특성에 미치는 영향은 표 5에 나타내었다. 유지 산패도에서는 포도주정박을 첨가한 처리구가 대조구와 비교하여 낮게 측정되었다. 관능평가에서 육색과 경도에서는 처리구간 차이는 없었지만, 근내 지방도에서는 포도주정박을 첨가한 처리구가 대조구와 비교하여 높게 나타났다. 육색에서 명도값을 나타내는 L*- 값은 처리구간에 차이는 없었으나, 적색도와 황색도를 나타내는 a*-값과 b*-값은 포도주정박을 첨가한 처리구가 대조구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났다.

[표 5]

항목	일반 사료	포도부산물을 발효한 제품의 3% 첨가
등심단면적, cm²	43.97	44.53
pH	5.83	6.12
TBARS, mgMA/kg	0.059^a	0.025^b
관능평가
육색	2.74	2.84
근내지방도	2.39^b	2.89^a
연도	2.43	2.51
육색
L*(명도)	47.96	48.77
a*(적색도)	6.57^b	8.25^a
b*(황색도)	1.74^b	2.54^a

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 효모배양액을 혼합하여 고상발효 및 숙성한 포도부산물에서 레스베라트롤 함량이 증가한 것을 확인하였으며, 상기 포도부산물을 발효한 제품의 3%를 첨가한 사료를 급여하였을 때 일반사료에 비해 높은 성장 능력, 영양소 소화율과 돈육의 육질 및 저장능력을 나타냄을 확인하였다. 본 발명은 포도부산물을 이용한 사료첨가제의 효율을 증대시켰으며, 생산성 및 경제성을 높여 축산업에 매우 유용하게 이용될 것이다.

Claims

ⅰ) 액상 효모배양액을 준비하는 단계와; ⅱ) 곡물혼합배지를 준비하는 단계와; ⅲ) 착즙한 포도부산물을 준비하는 단계와; ⅳ) 상기 ⅰ), ⅱ), ⅲ) 단계의 원료들을 혼합하고 고상발효하여 숙성시키는 단계와; ⅴ) 상기 ⅳ) 단계의 숙성된 원료를 성형, 건조 및 분쇄하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 포도부산물을 이용한 사료첨가제의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계에서의 효모배양액은 균수가 1× 10⁸균수/㎖ 이상 이 되도록 배양되는 것을 특징으로 하는 포도부산물을 이용한 사료첨가제의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계의 발효 및 숙성은 원료를 고체발효기에 투입하여 30분간 배합하고 30℃에서 24시간동안 수행되는 것을 특징으로 하는 포도부산물을 이용한 사료첨가제의 제조방법.
제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되어 레스베라트롤 함량이 8 내지 10 ppm으로 개선된 것을 특징으로 하는 포도부산물을 이용한 사료첨가제.