KR100941492B1 - 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물 및 이의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헴프종자(hempseed) 가루를 함유한 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양질의 단백질, 불포화지방산 및 필수 아미노산을 포함하고 있는 헴프종자가루를 조성물 총 중량에 대하여 5 ~ 20중량%로 함유함으로써 초파리의 생장속도를 증가시켜 용화(pupation)가 빨라지게 하고, 성장 정도를 향상시킬 수 있는 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

헴프, 종자, 초파리, 배지

Description

헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법 {Feed composition comprising hempseed meal for fruit fly and preparation method thereof}

본 발명은 헴프종자(hempseed) 가루를 함유한 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양질의 단백질, 불포화지방산 및 필수 아미노산을 포함하고 있는 헴프종자가루를 조성물 총 중량에 대하여 5 ~ 20 중량%로 함유함으로써 초파리의 생장속도를 증가시켜 용화(pupation)가 빨라지게 하고, 성장 정도를 향상시킬 수 있는 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

실험모델로써의 초파리는 짧은 세대주기, 왕성한 번식력, 인간과의 유전적 유사성 등의 장점을 가지는데, 특히 짧은 세대주기를 갖는 장점을 통해 초파리는 전 세계의 수많은 유전학 연구실에서 중요한 실험모델로 자리 잡아왔다.

현재 연구실 등에서 사용되고 있는 초파리 사육 배지는 콩가루 및/또는 옥수수가루, 드라이 이스트(dry yeast), 설탕, 한천(agar), 프로피온산(propionic acid) 및 물 등을 적정 비율로 혼합하고 끓인 후, 초파리 배양병에 나누어 담아 굳 혀서 제조하는 것이 일반적이다. 이 배지 성분 중 단백질 주공급원은 콩가루인데,콩은 트립신 억제제를 가지고 있어 섭취시 단백질의 소화 흡수를 저해하는 단점이 있고, 필수 아미노산을 모두 포함하고 있지 않은 불완전한 단백질 공급원이기 때문에 옥수수 가루(corn meal)를 함께 사용하여 콩가루의 불완전함을 보완해서 쓰고 있는 실정이다.

한편, 헴프(hemp, 학명 Cannabis sativa)는 쌍떡잎식물 쐐기풀목 삼과의 한해살이풀로, 최근 FTA 협약 체결로 인해 국내 지자체를 중심으로 농촌 특산품으로 새롭게 떠오르고 있는 특용작물이다. 특히 헴프종자(hempseed)는 대마씨, 삼씨, 마자인으로도 알려져 있고, 콩과 옥수수에는 없는 9종의 필수 아미노산을 포함한 총 20종의 아미노산 및 비타민 A, D, E, 미네랄 등을 포함하고 있다(Hullar et al., Studies on the energy content of pigeon feeds I. Determination of digestibility and metabolizable energy content., Poult Sci. 1999 Dec;78(12):1757-62). 또한 지방 함량이 25% 내외로 유익한 필수지방산 - EFAs(essential fatty acids) 감마리놀렌산 (Omega 6, Omega 3)(Gamma Linolenic acid, GLA)-을 다른 식물성 오일보다 많이 함유(박병선 등, 오메가 지방산. 소일 문화사. pp.123-128, 1994) 하고 있으면서도 포화지방산은 함유하지 않은 유일한 종자식물로 알려져 있다.

이러한 헴프종자로부터 추출한 오일은 피부 보습 및 피부 영양 제공을 위해 비누/화장품에 널리 이용되고 있고, 또한, 국내특허등록 제477099호 및 제564137호에는 각각 감마 지방산 공급원으로 삼씨유(hemp seed oil)를 돼지 사료 및 가금류 의 사료 조성물에 포함할 수 있음이 개시되어 있다.

이에 본 발명자는 기존 초파리 배지 조성물에 사용되던 옥수수 가루와 콩 가루의 두 구성요소보다 헴프종자가루를 사용시 영양성분 면에서 월등히 우수해 초파리의 생장속도를 증가시켜 용화(pupation)가 빨라지게 하고, 성장 정도를 향상시킴을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물은 기존에 사용되던 재료에 비해 영양면에서 월등한 헴프종자가루를 이용함으로써 실험에 사용되는 초파리의 생장 속도 및 성장 정도를 모두 증가시키는 등 생장 촉진을 유발하여 빠른 생장과 번식효과를 나타낼 수 있어 초파리를 이용한 실험 및 연구에 효과적으로 이용될 수 있다. 또한, 이러한 효과를 나타내는 헴프종자가루는 나아가 광범위한 고효율 동물 사료 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법에 따르면 헴프종자가루 한 가지로 대체해 사용함으로써 배지 제작시 두 가지 재료를 혼합하여 써야 했던 종래의 배지 제조방법보다 간편하고, 영양면에서 우수한 초파리 배지 조성물을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물에서,

헴프종자가루는 헴프(Cannabis sativa)의 종자 전체를 그대로 건조하여 분말화한 것이 바람직하다.

이 같이 헴프 종자를 건조 분말화한 것을 초파리 배지에 함유시킴으로써, 헴프종자 안에 함유되어 있는 오메가 6계열 불포화 지방산인 리놀레산(linoleic acid), 오메가 3계열 불포화 지방산인 리놀렌산(linolneic acid)과 같은 필수 지방산 뿐만 아니라 9종의 필수아미노산을 포함하는 총 20종의 아미노산, 비타민 A, D, E, 미네랄 등 함유된 모든 영양성분을 초파리에게 섭취시킬 수 있다. 특히, 콩가루에 있는 트립신 억제제를 헴프종자가루는 포함하고 있지 않아 단백질의 소화 흡수를 저해하지 않는다.

본 발명의 초파리 배지 조성물에서, 상기 헴프종자가루가 조성물 총 중량에 대하여 5 ~ 20 중량%로 함유된 것이 바람직하다.

헴프종자가루를 조성물 총 중량에 대하여 5 중량% 미만으로 함유시킬 경우, 단백질 부족 등으로 성장이 좋지 않으며, 헴프에 의한 성장 증진 등의 효과가 나타나지 않고, 20 중량% 초과하여 함유시킬 경우 배지 내 탄수화물 부족으로 인한 성 장 감소의 문제가 발생하고 배지를 고형화할 수 없다.

본 발명의 초파리 배지 조성물은 일반 초파리 사육용으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 초파리 배지 조성물은 헴프종자가루 이외에 또한, 일반적인 초파리 배지 성분, 예를 들면, 콩가루 및/또는 옥수수가루, 효모(yeast), 설탕, 엿기름, 물엿, 한천(agar), 방부제(프로피온산(propionic acid) 또는 메틸 피-하이드록시 벤조네이트(methyl p-hydroxy benzonate) 등), 에탄올 또는 물 등을 포함할 수 있고, 이들의 함량도 당업계에 통상적인 초파리 배지에 사용되는 함량 범위로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

이러한 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물은 기존에 사용되던 재료에 비해 영양면에서 월등한 헴프종자가루를 이용함으로써 실험에 사용되는 초파리의 생장 속도를 높여 용화(pupation, 곤충의 애벌레가 번데기로 되는 일)가 빨라지게 하고, 성장 정도를 증가시켜 날개장축길이가 더 길며, 날개크기도 더 크게 자라는 등 생장 촉진을 유발하여 빠른 생장 및 빠른 번식의 작용효과를 나타낸다.

또한, 본 발명은 헴프종자가루, 한천 및 효모를 물에 혼합하는 제1단계; 상기 제1단계의 혼합물을 가열하여 끓이는 제2단계; 상기 제2단계 이후 상기 제2단계의 가열된 혼합물에 엿기름 추출물 및 물엿을 첨가 혼합하는 제3단계; 상기 제3단계의 가열된 혼합물을 약 60 ~ 80℃로 식히는 제4단계; 상기 제4단계의 혼합물에 방부제를 가하여 혼합하는 제5단계; 및 상기 제5단계의 혼합물을 초파리 배양병에 부어 굳히는 제6단계를 포함하여 이루어지는, 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법의 제1단계는 헴프종자가루, 한천 및 효모를 물에 혼합하는 단계로, 조성물 총 중량에 대하여 헴프종자가루는 5 ~ 20 중량%, 한천 0.5 ~ 2 중량%, 효모 0.1 ~ 2 중량% 가 되도록 물에 가하여 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 헴프종자가루를 조성물 총 중량에 대하여 5 중량% 미만으로 함유시킬 경우, 단백질 부족 등으로 성장이 좋지 않으며, 헴프에 의한 성장 증진 등의 효과가 나타나지 않고, 20 중량%을 초과하여 함유시킬 경우 배지 내 탄수화물 부족으로 인한 성장 감소의 문제가 발생하고 배지를 고형화할 수 없다.

상기 한천의 농도를 변화시킴으로써 배지의 고형화 정도를 조절할 수 있는데 조성물 총 중량에 대하여 0.5 중량% 미만이면 배지가 너무 무르게 되고, 2 중량% 초과하면 배지가 단단하게 되어 초파리의 생육에 지장을 주어 좋지 않다.

상기 효모는 생식기능활성화를 위해 첨가하는데, 조성물 총 중량에 대하여 0.1 중량% 미만이면 생식능력이 활성화되지 않아 좋지 않고, 2 중량% 초과하면 단백질 부족으로 좋지 않다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 특히 상기 헴프종자가루 : 한천 : 효모를 14.4 : 3 : 1의 혼합 중량비로 혼합하여 제조한다.

이때, 세 성분의 혼합물이 물에서 골고루 섞이고 녹을 때까지 저어 주어 혼합한다.

본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법의 제2단계는 상기 제1단계의 혼합물을 가열하여 끓이는 단계로, 가열하는 동안 지속적으로 저어 주어 덩어리가 생기지 않도록 하고 끓고 나서 젓기에 약간 힘들 정도의 점도가 될 때까지 가열한다. 가열시간은 전체 초파리 배지 조성물의 양에 따라 변화할 수 있다.

또한, 본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법의 제3단계는 상기 2단계 이후 상기 제2단계의 가열된 혼합물에 엿기름 추출물 및 물엿을 첨가 혼합하는 단계로, 상기 엿기름 추출물 및 물엿은 초파리 배지에서 탄수화물(당분)의 원천이며 상기 엿기름 추출물은 엿기름을 5 ~ 10배의 물과 잘 혼합하고 일정시간 두어 엿기름의 성분이 추출된 상층액인 엿기름의 물 추출물을 사용할 수 있고, 물엿은 시중에서 구입가능한 통상적인 물엿을 사용할 수 있다.

엿기름 추출물은 조성물 총 중량에 대하여 10 ~ 30 중량%, 바람직하게는 15 ~ 25중량%, 물엿은 조성물 총 중량에 대하여 5 ~ 20 중량%, 바람직하게는 7 ~ 15중량%가 되도록 첨가 혼합하는 것이 좋다.

엿기름 추출물 및 물엿을 첨가 혼합하여 계속 가열하면서 혼합물의 가장자리에 거품이 생기기 시작하면 약 10분 정도 지속적으로 저어 준다.

본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법의 제4단계에서는 상기 제3단계의 가열된 혼합물에 가열을 중지하고 약 60 ~ 80℃, 바람직하게는 약 70℃로 식히고, 이어서 제5단계에서는 상기 제4단계의 혼합물에 방부제(프로피온산 및/또는 메틸 피-하이드록시 벤조네이트와 95% 에탄올 혼합액)를 가하여 골고루 섞이도록 혼합한다. 그 다음 6단계에서는 상기 제5단계에서 방부제를 가한 혼합물을 초파리 배양 관병에 일정량으로 나누어 부어 굳힘으로써 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조를 완료하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 초파리 배지 조성물의 제조방법에 따르면 헴프종자가루 한 가지로 대체해 사용함으로써 배지 제작시 두 가지 재료를 혼합하여 써야 했던 종래의 배지 제조방법보다 간편하고, 영양면에서 우수한 초파리 배지 조성물을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1] 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조

본 발명의 초파리 배지를 제조하기 위해, 하기 표 1과 같이 재료를 준비하였다.

본 발명의 헴프종자가루는 헴프종자를 그대로 건조시킨 것을 분말화 한 것으로, 당진군 농업기술 센터 (343-808 충청남도 당진군 당진읍 원당리 486, 연락처 041-350-4126)로부터 구입하여 사용하였다.

성분	함량
물	6,500㎖ (6,500g)
헴프종자가루	540g
한천*	112.5g
효모	37.5g
엿기름	333g
물엿	585㎖ (806.7g)
프로피오닌산	31.3㎖ (31.26g)
메틸 피-하이드록시 벤조네이트 (methyl p-hydroxy benzonate)	11.65g
95% 에탄올	41.65㎖ (41.6g)

먼저, 엿기름가루 333g 과 물 2,500㎖를 잘 섞어 엿기름 추출물 1,650㎖를 추출하였다. 그 다음, 헴프종자가루 540g, 한천 112.5g 및 효모 37.5g을 물 4000㎖에 섞은 후 덩어리가 녹을 때까지 핸드 믹서(hand mixer)를 이용하여 혼합하였다. 이 헴프종자가루-한천-효모 혼합물을 가열하여 끓이고, 이때 핸드믹서를 이용하여 지속적으로 저어주었다. 헴프종자가루가 현탁액이 되어 젓기 힘들어지면 끓고 있는 헴프종자가루-한천-효모 혼합물에 상기 엿기름 추출물 1,650ml과 물엿 585ml를 넣고 저어주었다. 혼합물의 가장자리에 거품이 생기기 시작하면 약 10분간 지속적으로 저어준 다음, 가열을 중단하였다. 이 혼합물을 약 70℃까지 식힌 후, 방부제(방부제 1: 프로피온산, 방부제 2: 메틸 피-하이드록시 벤조네이트 및 95% 에탄올 혼합액)를 넣고 저어주었다. 이렇게 제조된 배지를 적당량 관병에 나누어 부어 굳힘으로써 본 발명의 초파리 배지 조성물 제조를 완료하였다.

도 1은 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지를 촬영한 사진이다.

[ 실시예 2] 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지를 이용한 초파리 사육시 생장촉진 확인

1) 초파리의 용화율의 비교

본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지의 초파리 생장 촉진 효과를 확인하기 위하여 초파리의 용화율을 비교하였다 (참고: LinksDasari S, et al., Eur J Neurosci. 2007 Jul;26(2):424-438.; Watts T, et al., J Insect Physiol. 2006 Feb;52(2):187-193.; Li H, et al., J Neurophysiol. 2001 Jan;85(1):98-104).

상기 실시예 1의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지(실험군)와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지(대조군: 상기 실시예 1의 조성에서 헴프종자가루 540g 대신 콩가루 65g+옥수수가루 475 g를 사용하여 제조한 것)에 성체 초파리 암수 100 마리씩 총 200 마리의 초파리를 넣고 1 일간 두어 알을 낳게 한 다음, 성체 초파리를 제거하였다. 그 다음, 각각 200개씩의 알(egg)을 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지(대조군)와 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지(실험군)에 새로 옮긴 후, 알에서 깨어난 애벌레(larvae)가 자라 번데기(pupae)로 되는 수를 날짜별로 관찰하여 용화율을 계산하였다(수학식 1). 실험은 3번씩 반복하여 얻은 결과의 평균값± 표준편차로 표시하였다.

도 2는 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지에서 기른 초파리의 용화율을 비교한 결과이다. 그래프 X 축에 표시된 날짜는 알에서 깨어난 후 지난 시간을 표시한 것이다.

이를 보면 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 배지에서 자란 초파리의 용화(pupation)가 기존의 배지에서 자란 초파리에 비해 약 1일 정도 빨라짐을 알 수 있어, 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 배지가 초파리 생장을 촉진시킴을 확인할 수 있다.

2) 초파리의 날개장축길이 비교

상기 실시예 2-1)의 번데기에서 깨어나온 초파리를 암수별로 40 마리 채취하여 날개장축길이를 측정하고 이의 평균값과 표준편차를 도 3에 나타내었다.

도 3은 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지(실험군)와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지(대조군)에서 기른 초파리의 날개장축길이를 암수별로 비교한 결과이다. 이 결과를 보면 실험군 수컷 암컷 모두에서 대조군보다 날개장축길이가 긴 것으로 나타났다.

도 4는 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지(실험군)와 기존의 콩 가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지(대조군)에서 기른 초파리의 암수별 날개크기를 비교촬영한 사진으로, 실험군의 경우에서 수컷 암컷 모두 대조군보다 날개크기도 큰 것을 볼 수 있다.

이렇게 초파리의 성장정도를 날개의 장축길이와 넓이 비교 관찰 결과, 기존의 배지 사용시에 비해 약 6% 정도의 성장증가가 이루어졌음을 확인할 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이 헴프종자에 있는 영양소 섭취로 초파리의 성장력과 생장속도 모두 증가하였다는 결과를 통해 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지는 초파리의 생장 촉진을 유발하여 빠른 생장과 번식효과를 나타낼 수 있어 초파리를 이용한 실험 및 연구에 효과적으로 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지를 촬영한 사진이다.

도 2는 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지에서 기른 초파리의 용화율을 비교한 결과이다. 그래프 X 축에 표시된 날짜는 알에서 깨어난 후 지난 시간을 표시한다.

도 3은 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지에서 기른 초파리의 날개장축길이를 암수별로 비교한 결과이다.

도 4는 본 발명의 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지와 기존의 콩가루 및 옥수수가루를 함유한 초파리 배지에서 기른 초파리의 암수별 날개크기를 비교촬영한 사진이다.

Claims (5)

1. 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 헴프종자가루는 헴프(Cannabis sativa)의 종자 전체를 그대로 건조하여 분말화한 것인 초파리 배지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 헴프종자가루는 조성물 총 중량에 대하여 5 ~ 20 중량%로 함유된 것인 초파리 배지 조성물.
4. 헴프종자가루, 한천 및 효모를 물에 혼합하는 제1단계; 상기 제1단계의 혼합물을 가열하여 끓이는 제2단계; 상기 제2단계 이후 상기 제2단계의 가열된 혼합물에 엿기름 추출물 및 물엿을 첨가 혼합하는 제3단계; 상기 제3단계의 가열된 혼합물을 약 60 ~ 80℃로 식히는 제4단계; 상기 제4단계의 혼합물에 방부제를 가하여 혼합하는 제5단계; 및 상기 제5단계의 혼합물을 초파리 배양병에 부어 굳히는 제6단계를 포함하여 이루어지는, 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 1단계에서 조성물 총 중량에 대하여 헴프종자가루 5 ~ 20 중량%, 한천 0.5 ~ 2 중량% 및 효모 0.1 ~ 2 중량%가 되도록 물에 가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는, 헴프종자가루를 함유한 초파리 배지 조성물의 제조방법.

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