KR101115306B1

KR101115306B1 - 대추를 이용한 가축용 고체발효 생균제 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101115306B1
Application number: KR1020090126101A
Authority: KR
Inventors: 신명수; 김경수; 이종일
Original assignee: 보은군; (주)오비티
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2012-03-05
Also published as: KR20110069388A

Abstract

본 발명은 가축용 고체발효 생균제에 관한 것으로, 특히 대추를 이용한 반추가축용 고체발효 생균제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 기본 배지 구성에 대추를 주성분으로 포함시키는 단순한 액체배지 구성으로 고농도의 액상 생균제 종균을 제조한 후 다시 대추를 주성분으로 포함하는 고체배지에서 이들 종균을 단시간 내에 최적 발효시켜 반추가축용 고농도 고체발효 생균제를 제조한다. 본 발명에 따른 대추를 이용한 고체발효 생균제는 최종 생균제에 함유된 미생물 수가 10⁷~10⁸ cfu/g 정도로 높으면서도 제품의 균일화 및 신속한 발효공정으로 대량생산이 가능하며, 세균에 대한 억제능력이 우수하여, 송아지를 포함한 반추동물의 가축사육에서 항생제 대체물질로서의 큰 활용이 기대된다.

대추, 가축, 소, 유산균, 고체발효, 생균제

Description

대추를 이용한 가축용 고체발효 생균제 조성물 및 이의 제조방법 {Method of preparing jujube probiotics using solid-state fermentation for livestocks and use of it}

본 발명은 가축용 생균제에 관한 것으로, 특히 대추를 이용한 가축용 고체발효 생균제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

항생제는 1928년 발견된 이후로 1950년대부터 가축의 질병 치료 및 성장촉진을 목적으로 가축사양에 광범위하게 사용되어 왔다. 준치료적 수준의 낮은 농도로 항생제를 가축사료에 혼합하여 축산업에 사용하면서, 가축의 질병방제, 성장촉진, 사료효율 개선 등의 생산성이 향상되었으며, 양축농가의 소득 증가에 기여하였다. 그러나, 최근에는 항생물질의 오남용으로 인한 내성균주의 출현과 축산물내 잔류 항생물질로 인한 안전성 문제의 야기로 점차 규제되고 있는 추세이다. EU에서는 2006년부터 가축의 성장촉진을 목적으로 사용되는 항생제 이용을 전면 금지한 바 있으며, 우리나라에서도 2005년부터 사료에 첨가할 수 있는 항생제의 종류를 53종에서 25종으로 감소시켰다. 이러한 축산환경의 변화외에도 안전한 축산물에 대한 소비자들의 관심과 무항생제 사용 축산물에 대한 요구가 높아짐에 따라 항생제 대 체물질에 대한 개발 필요성은 더욱 커지고 있다.

항생제 대체물질로는 생균제(probiotics), 산성화제(acidifer), 면역조절 및 증강 물질, 사료첨가용 복합효소제, 기능성 천연추출물 등이 있으나, 장내미생물의 균형을 개선하여 숙주동물에게 유익한 작용을 하는 생균제가 가장 각광을 받고 있다. 그러나 반추동물은 단위동물과는 달리, 반추위내에 존재하는 미생물들의 다양한 발효기전을 통하여 가축에게 필요한 단백질원과 탄수화물원을 분해하여 숙주에게 영양소공급원으로 제공하기 때문에 반추동물의 생산성에 적합한 생균제의 선발과 활용이 중요하다. 그동안 국내에서 개발되어 판매중인 생균제(Probiotics)의 효과가 미미하다고 평가받아온 이유 중의 하나는 일반적으로 생균제 가격이 고가이어서 사료첨가제로 사용시 적절한 유효균수를 함유한 배합사료를 만들기 위해서는 배합사료의 비용 상승을 초래하고, 이러한 비용 상승이 없으면서 기존 배합사료와의 가격경쟁을 유지하기 위해서는 배합사료에 적절한 유효균수를 가진 생균제를 첨가할 수가 없어 생균제에 의한 기대효과를 거둘 수가 없는 문제점을 갖고 있었다. 이와 같은 생균제의 고비용을 초래하는 원인 중의 하나는 생균제의 건조공정이라고 볼 수가 있다. 생균제 배양을 아무리 고농도로 배양한다 하더라도 배양액의 대부분은 건조해서 제거해야 할 수분이 차지하고 있으며, 생균의 활성을 유지하면서 건조하기 위해서는 주로 동결건조나 분무건조 등의 방법을 사용하게 되는데, 이와 같은 건조방법은 고가의 건조시설이 필요하기 때문에 건조비용이 생균제 생산비의 많은 비중을 차지하게 된다. 따라서 저비용의 효율적인 생균제 발효공정을 개발하면 생균제 생산 단가를 낮출 수 있고, 이러한 저가의 생균제를 대량생산하여 공급함으로 써 생균제 사용을 축산농가에 장려할 수 있게 되며, 궁극적으로는 사용이 점차 규제되는 사료첨가용 항생물질을 대체할 수가 있을 것으로 생각된다.

고체발효(solid-state fermentation)는 액상발효(submerged fermentation)와 달리 자유롭게 흐르는 액체 없이 고체기질을 대상으로 미생물을 배양하는 것을 의미한다. 고체발효는 예로부터 곰팡이류를 이용하여 쌀을 발효시킴으로써 코지(Koji)을 생산하기도 하고, 치즈를 생산하는 등 식품산업에 있어서 미생물의 효소 및 대사산물을 생산하는데 주로 사용되어 왔다. 고체발효기술의 장점으로는 값싼 원료와 저렴한 설비에 따른 낮은 생산비용, 높은 효소 생산량 및 안정성, 그리고 액상발효에서 배출되는 폐기물의 최소화에 의한 친환경적인 요소 등이 있으나, 대규모화를 하기 위한 표준생산공정을 설정하기 어려우며, 다양한 미생물에 대한 배양조건(산소량, 온도 및 습도 조절 등)을 확립하는데 어려움이 있다.

대추는 갈매목과에 속하는 교목성 낙엽과수로서 중국계 대추와 인도계 등 생태형이 전혀 다른 2 종이 있으며, 가장 오래된 과수중의 하나로 재배가 용이하고 저장이 간편하여 산간 벽지나 유휴지 및 정원수 등으로 널리 재배되고 있다. 우리나라에서 생산되고 있는 재래종으로는 오래전부터 충청북도 보은에서 수확되는 '보은 대추', 경북지방에서 재배되고 있는 '복조'라는 품종과 과실의 특성상 대추 우량 품종에 속할 수는 없지만 종자의 발아용으로 대추 대목용으로 사용되거나 한약재로 이용되고 있는 '산조'라는 품종이 있다. 대추는 비타민 C가 풍부하고, 칼슘, 인, 철분 등 각종 무기질을 다량으로 함유하고 있는 알칼리성 식품으로 열을 내리게 하고, 변비를 완화해 주며, 기침을 멎게 하는 효과가 있는 것으로 알려져 있으 며, 그 외에도 강장, 강정, 노화방지, 신경 완화 효과도 뛰어나며, 최근에는 장내 유해효소 억제효과, 항산화 효과 등도 밝혀져 있다.

대한민국 공개특허 10-2009-0085754호에서는, 대추, 구기자, 마늘, 인삼, 쑥, 미나리, 솔잎, 칡 등의 기능성 식품과 목초액, 주정, 키토산, 식초, 마늘 엑기스, 당밀 등의 미생물 기질을 물에 넣고 혼합한 액체배지에 루미노코커스 앨브스 등의 섬유소 분해미생물과; 사카로마이세스 세레비지애 등의 내산성 사상균; 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 애시도필러스 등의 유산균으로 구성되는 미생물을 투여하여 20~28℃에서 10 내지 20일간 발효시킨 가축용 생균제를 공지하고 있다. 또한, 이 공개특허에서는 미강, 황토, 숯 및 말분으로 구성되는 고체배지에 상기 액체배지 배양을 통해 얻어진 생균제와 섬유소 분해미생물, 내산성 사상균, 유산균으로 구성된 미생물과 당밀을 투여하여 20~28℃에서 10 내지 20일간 발효시키는 가축용 생균제를 공지하고 있다. 이 공개특허의 경우 사용하는 원료가 다양하고 원료 제조공정이 복잡하므로 제품의 균일화 및 대량생산이 어렵고, 발효기간이 길어 경제성이 낮으며, 최종 생균제에 함유된 미생물 수도 10⁵~10⁶ cfu/g 정도로 낮아 실용화하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 지역특산품인 대추를 이용하여 반추가축용 고체발효 생균제를 개발 하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 기본 배지 구성에 대추를 주성분으로 포함시키는 단순한 액체배지의 구성으로 고농도의 액상 생균제 종균을 제조한 후 다시 대추를 주성분으로 포함하는 고체배지에서 이들 종균을 단시간 내에 최적 발효시켜 반추가축용 보급형 고체발효 생균제를 제조하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명은 최종 생균제에 함유된 미생물 수가 10⁷~10⁸ cfu/g 정도로 높으면서도 제품의 균일화와 신속한 발효공정으로 대량생산이 가능한 방법으로, 대추를 이용한 고체발효 생균제를 얻는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 대추를 이용한 고체발효 생균제를 가축에 급여하여 가축의 장내 유해균들을 억제하고 유익균들의 활성을 증진시켜줌으로써 어린 가축에서 흔히 발생하는 설사빈도를 감소시켜주며, 증체율 증가, 사료효율 개선 및 가축의 육질을 개선하여 대추를 활용한 고급육을 생산하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는,

(a) 열수추출한 대추추출물을 5～20 중량% 함유하는 액체배지에서, 유산균; 고초균(Bacillus subtilis); 효모(Saccharomyces cerevisiae); 및 파피아 로도자이마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 종균을 24～48시간 동안 25～40℃로 종균별로 각각 따로 배양하는 단계와,

(b) 미강; 소맥피; 및 당밀을 포함하는 기본배지에 열수추출한 대추추출물을 5～20 중량% 첨가하고, 상기 (a) 단계에서 얻은 액체배양 종균을 접종한 다음, 수분함량을 30～50%로 조정하고, 25～35℃에서 2~4일간 발효시켜 미생물 수 10⁷~10⁸ cfu/g의 생균제를 얻는 단계를 포함하는 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법이 제공된다.

상기 열수추출한 대추추출물은, 바람직하게는 건조대추 또는 생대추를 100~150℃에서 3～8시간 열수추출하여 얻으며, 더욱 바람직하게는 건조대추 또는 생대추를 110~121℃에서 4～5시간 열수추출하여 얻으며, 당도가 12～15^oBrix 정도이다.

본 발명에서 종균은, 병원성세균에 대하여 항균효과를 지닌 박테리오신 및 유기산 생성능이 우수한 유산균과 각종 소화효소류를 분비하는 고초균 (Bacillus subtilis), 반추위에서의 대사과정을 조율하는 역할을 수행하며 영양성분을 제공하는 효모(Saccharomyces cerevisiae), 그리고 항산화물질인 아스타잔틴(astazanthine)을 분비하는 파피아 로도자이마 (Phaffia rhodozyma)를 포함한다. 상기 유산균으로는, 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum); 엔테로코커스 패시움(Enterococcus faecium); 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 등을 사용할 수 있으며, 이들 유산균을 단독 또는 함께 사용한다. 이들 종균은, 열수추출한 대추추출물을 5～20 중량% 함유하는 액체배지에서 24～48시간 동안 25～40℃로 각각 따로 배양한다. 이는 각 미생물들의 성 장온도, 배양시간, 호기성 여부, 배양배지에 요구되는 필수 영양물질 등이 서로 다르기 때문에 각 미생물에 따라 배양조건을 최적화하고 배양산물에 의한 서로간의 억제현상을 제거하기 위해서이다.

고체발효 배지는, 기본배지로 원료구입이 용이하고 값이 싸며 미생물발효가 용이한 원료인 미강, 소맥피를 사용하며, 여기에 당밀을 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 기본배지는 미강과 소맥피가 9:1 내지 5:5로 구성되며, 더욱 바람직하게는 8:2 내지 6:4로 구성되며, 여기에 당밀을 0.2~5 중량%의 비율로 첨가할 수 있다. 본 발명의 고체발효 배지는 이렇게 구성된 기본배지에 열수추출한 대추추출물 5～20 중량%를 첨가하여 조성한다. 또한, 대추를 열수추출하고 남은 찌꺼기도 필요에 따라 본 발명의 고체발효 배지에 첨가될 수 있다. 대추의 유효성분은 열수추출을 통해 액상부분으로 거의 추출되어 나오기는 하나, 남은 찌꺼기 부분도 고체배지를 구성하는 구성성분으로 필요에 따라 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 열수추출을 통해 남은 대추찌꺼기 뿐만 아니라 대추차 등 다른 용도로 대추를 활용하고 남은 대추부산물도 본 발명의 고체배지의 구성성분으로 포함될 수 있다. 이하 본 명세서에서 "대추부산물"은 본 발명의 열수추출을 통해 남은 찌꺼기와 다른 용도로 활용하고 남은 대추부산물을 모두 포함하는 의미이다. 대추부산물은 상기 기본배지 전체 중량에 대해 1~10 중량%로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 3~6 중량%로 첨가될 수 있다. 이렇게 조성된 고체 배지에 상기와 같이 제조한 액상 생균제 종균을 접종하고, 수분함량을 30～50%로 조정한 다음, 25～35℃에서 2~4일간 발효시킨다. 액상 생균제 종균은 바람직하게는 종균별로 각각 같은 비율로 첨가하면서 액상 생균제 종균 전체로 기본배지에 대해 중량대비 1～10%로 접종한다. 본 고체발효 단계는 필요에 따라 50℃이하로 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기와 같은 방법으로 제조된 미생물 수 10⁷~10⁸ cfu/g의 고체발효 생균제 조성물이 제공된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 고체발효 생균제를 사료에 대해 0.5~5 중량%로 첨가하여 급여하는 것을 포함하는 반추동물의 사육방법이 제공된다. 상기 반추동물은 특히 소를 포함한다.

본 발명에 따르면, 단순한 기본배지 구성에 대추를 주성분으로 함유시켜 고체발효 생균제를 제조함으로써 생균제 미생물의 배양활력이 증진되고 높은 생균수를 유지시켜주며, 이에 따라 단시간 내에 경제성 있는 고농도 고체발효 생균제를 제조할 수 있다. 또한, 원료가 단순하고 공정을 표준화할 수 있어 제품의 균일화가 가능하며, 고체발효시 발효기간이 짧아서 곰팡이 등 잡균의 오염가능성을 줄일 수 있고 생균제 활성 저하를 예방할 수 있으며 대량 생산이 가능하다. 본 발명의 대추를 이용한 고체발효 생균제는 세균에 대한 억제능력이 우수하며, 이를 급여한 가축의 사양시험에서 송아지의 일당증체량과 사료요구율이 개선됨으로써 송아지를 포함한 반추동물의 가축사육에서 항생제 대체물질로서의 큰 활용이 기대된다.

본 발명에 따른 고체발효 생균제의 바람직한 제조방법을 각 공정별로 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 다음에 기술되는 바람직한 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

대추추출물의 제조

건조대추 또는 생대추를 깨끗한 물로 세척하고, 대추로부터 물기를 제거한 다음 과피, 과육 및 씨로 세절한다. 상기 대추와 물을 1 : 3～5의 중량비율로 한약탕제기에 넣고 섞은 다음, 110～121℃로 가열하면서 4～5시간 증자한다. 이렇게 얻어진 액상 추출물을 30 메쉬(mesh) 체에 통과시켜 대추씨와 불순물을 제거한 다음, 여과된 액체를 대추추출물로 이용한다. 이때 대추추출물은 대추의 첨가량 및 증자시간을 조정함으로써 대략적인 당도를 12～15^oBrix로 표준화시킨다.

액상 생균제 종균의 제조

유산균은 상기과정에서 제조한 대추추출물(12～15^oBrix)을 MRS 액체배지에 중량대비 5～30% 정도 첨가하여 30～37℃에서 16～20시간 정도 배양하고, 효모류는 대추추출물(12～15^oBrix)을 YM 액체배지에 중량대비 5～30% 정도 첨가하여 20～30℃ 에서 30～48시간 배양하며, 고초균은 대추추출물(12～15^oBrix)을 LB 액체배지에 중량대비 5～30% 정도 첨가하여 30～35℃에서 18～24시간 배양하여, 각각의 액상 생균제 종균을 제조한다.

고상발효 생균제의 제조

미강과 소맥피를 중량대비 7:3 정도로 혼합하고, 여기에 미생물들의 에너지원을 보충하기 위해 당밀을 중량대비 0.2～5% 정도로 첨가하여 기본배지를 구성하고, 최종적으로 상기에서 제조한 열수추출한 대추추출물을 기본배지에 대해 5～20 중량% 정도로 첨가하였다. 배지는 정제수를 이용하여 수분함량을 30～50%로 조정한다. 수분함량이 너무 낮을 때에는 미생물들의 성장률이 낮고 배양에 시간이 오래 걸렸으며, 반대로 수분함량이 너무 높을 때에는 미생물의 성장률은 높으나 곰팡이 등이 오염 발생이 나타나고 발효물 내 미생물생균 활력이 급격하게 저하되었으며, 후공정으로 실시되는 건조공정에서의 제조비용이 증가되는 문제점이 있었다. 상기 범위로 적당하게 수분이 조절된 고체발효 배지에, 앞에서 제조한 액상 생균제 종균들을 각각 같은 비율로 첨가하면서 중량대비 1～10%로 접종하였다. 접종된 고체발효배지는 하루에 4회씩 교반(40초/회)하면서 통기시켜 주었으며, 25～30℃에서 2～4일간 발효시켜 고체발효 생균제를 제조하였다.

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 다음 의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.

실시예 1

대추추출물의 제조

보은지역에서 생산되는 건조대추 또는 생대추를 구입한 후, 흐르는 물에 깨끗이 세척하고, 대추 5㎏를 과피, 과육 및 씨로 세절한 후, 물 20L를 가하여 121℃에서 5시간 증자, 추출한 액을 30mesh 체에 걸러 액상의 추출물을 얻었다. 이렇게 얻어진 농축된 액상 대추추출액을 아래의 실시예에서 시료로 사용하였다.

실시예 2

대추추출물 농도에 따른 미생물 성장효과

상기 실시예 1에서 제조한 대추추출물의 첨가에 따른 미생물의 성장효과를 관찰하기 위하여, 대추추출물을 중량대비 0%, 5%, 10%, 20%, 30%씩 각각의 미생물 배양배지에 첨가하고 단독으로 18~48시간 동안 배양한 후 생균수를 측정하였다. 즉, 유산균 락토바실러스 플란타룸, 엔테로코커스 패시움, 페디오코커스 펜토사세우스는 MRS 액체배지(L당, 10g Proteose peptone No.3, 10g Beef Extract, 5g Yeast Extract, 20g Dextrose, 1g Polysorbate 80, 2g Ammonium Citrate, 5g Sodium Actetate, 0.1g Magnesium Sulfate, 0.05g Manganese Sulfate, 2g Dipotassium Phosphate), 고초균(Bacillus subtilis)은 LB 액체배지 (L당, 10g Pancreatic digest of casein, 5g Yeast Extract, 10g Sodium Chloride), 그리고 사카로마이세스 세레비지애와 파피아 로도자이마는 YM 액체배지(L당, 5g Peptone,3g Yeast Extract, 3g Malt Extract, 10g Dextrose)를 사용하여 대추추출물을 각각 첨가하고 나머지는 정제수를 이용하여 총 100㎖로 제조한 후, 121℃에서 15분간 멸균한 다음, 각각의 균주를 1%씩 접종하였다. 유산균과 고초균은 30~37℃에서 18시간 정도 배양하고 효모류는 25~30℃에서 48시간 배양한 다음, 생균수를 도말법을 이용하여 측정하였다. 결과는 아래 표 1과 같다. 실험 결과, 생균제로 사용된 대부분의 미생물들이 대추추출물 농도가 높아질수록 높은 생균수 활력을 유지하였다. 특히, 락토바실러스 플란타룸과 효모는 균수에서 2배 이상의 차이를 보였다.

실시예 3

액상 생균제 종균의 제조

고체발효 생균제용 액상종균을 제조하기 위하여, 각각의 MRS, LB, YM 액체배지에 실시예 1에서 제조한 대추추출물을 중량대비 10%로 첨가한 다음, 생균제 미생물을 각각 상기 실시예 2와 동일하게 접종, 배양하여 액상 생균제 종균을 제조하였다.

실시예 4

대추추출물 첨가 소규모 고체배양

대추추출물을 첨가한 고체배양의 효과를 검증하기 위하여 소규모 고체발효용 트레이(tray, 25㎜ x 200㎜ x 250㎜)를 제작하였으며, 생산배지용 곡물로는 국내에서 안정적인 원료 공급이 가능하고 저렴한 원료인 미강과 소맥피를 7:3(w/w)으로 혼합한 배지를 사용하였다. 즉, 배양용기인 트레이에 멸균하지 않은 혼합곡물(미강+소맥피=7+3, w/w)을 실험군 1로 하였다. 실험군 2는 실험군 1에 5% 대추추출물을 첨가한 다음 생균제 미생물 종균(L. plantarum, En. faecium, Ped. pentosaceus, S. cerevisiae, P. rhodozyma)을 5%(10g)로 첨가하였다. 실험군 3은 실험군 1에 대추추출물을 첨가하지 않고 생균제 미생물종균만 접종하였다. 각기 실험군은 수분함량을 40% 정도로 조정하였으며, 배양온도 30℃에서 3시간 마다 혼합곡물을 뒤집어 줌으로써 호기과정을 실시하였으며, 4일 동안 배양하면서 생균수를 측정하였다.

실험 결과는 아래 표 2와 같다. 생균제 미생물을 접종하지 않은 실험군 1에서는 혼합곡물에 남아 있던 대장균군 및 일반세균들이 10¹⁰ cfu/g 이상 성장하였으나, 생균제 미생물로 발효한 실험군 2와 3에서는 대장균군이 10 cfu/g 이하로 나타났다. 이것은 생균제 미생물들이 생산하는 항균물질들(유기산, 박테리오신 등)이 대장균군을 포함한 유해균들의 성장을 억제하였기 때문인 것으로 추정된다. 그리고 5% 대추추출물을 첨가한 실험군 2에서의 생균제 미생물 성장률이 대추추출물을 첨가하지 않은 실험군 3보다 월등히 높음을 확인할 수 있었다. 이것은 대추추출물에서 유래한 미생물 활력증진 인자(당류, 비타민, 미지 인자 등)들로 인하여 생균제 미생물들의 성장이 증진되었음을 알 수 있었다. 배양날짜에 따른 생균수를 관측한 결과, 배양 3일째에 가장 높은 생균수활력을 보였으며, 4일째부터는 정지 또는 약간 사멸하기 시작하였으며, 특히 효모의 경우에는 1~2일 동안 빠르게 성장하였다가 3일째 부터는 사멸하기 시작하였다. 이것은 유산균과 효모의 성장조건의 차이 때문인 것으로 추정된다. 즉, 유산균의 최적 성장조건은 37℃, 혐기상태인 반면에 효모와 바실러스는 25～30℃의 호기상태이기 때문에 발효초기에는 효모와 바실러스균주들이 빠르게 성장하다가 산소가 고갈되고 발효열에 따라 내부 온도가 상승하면서 유산균들이 성장하는 것으로 보인다.

실시예 5

수분함량에 따른 고체발효 최적화조건 결정

대추추출물을 함유한 고상발효의 대량생산 최적화 조건을 결정하기 위해서는 접종 생균제 미생물들(유산균, 효모, 바실러스균)간의 배양특성인 배양온도, 수분함량, 통기량 등을 고려해서 최적의 배양조건을 확립하여야 한다. 이러한 조건 중에서 수분함량은 미생물성장에 가장 중요한 요인이기 때문에 수분함량에 따른 각 미생물들의 성장률을 확인하였다. 즉, 실시예 4와 같이, 트레이에 200g의 혼합곡물(미강+소맥피=7+3, w/w)에 중량대비 5% 대추추출물(대략 12^oBrix), 중량대비 0.2% 당밀을 혼합한 것을 기본배지로 사용하였으며, 상기 기본배지의 수분함량을 정제수를 이용하여 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%로 각각 조정한 후, 실시예 4와 같은 생균제 종균을 합쳐서 중량대비 10% 접종한 다음, 배양온도 30℃에서 3시간 마다 혼합곡물을 뒤집어 줌으로써 호기과정을 실시하였으며, 4일 동안 배양하면서 생균수를 측정하였다.

실험 결과는 아래 표 3과 같다. 배지의 수분함량이 40% 이상일 때, 유산간균, 유산구균, 효모, 그리고 일반세균이 가장 활발히 성장하는 것으로 나타났으며, 효모의 경우에는 배양 4일째부터 약간 생균수가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 수분함량이 50% 이상일 경우에는 곰팡이 오염이 쉽게 되는 것으로 나타났다.

실시예 6

고체발효 생균제 제조

미강 700㎏, 소맥피 300㎏, 당밀 2㎏, 그리고 실시예 1에서 제조한 대추추출물 50㎏을 대형고체발효기에 넣고 혼합하여 기본배지로 하였으며, 실시예 3에서 제조한 액상 생균제 100L를 접종한 다음, 정제수를 첨가하면서 수분함량을 40%로 조정하였다. 상기 접종 혼합물을 하루에 4회씩 교반(40초 동안)하면서 30℃에서 3일간 발효시켜 고체발효 생균제를 제조하였다.

실시예 7

송아지 사양시험

본 발명의 대추추출물 이용 고체발효 생균제의 효능을 검증하기 위하여, 일반 한우 농가 3군데에서 개시체중 60㎏ 내외의 송아지 30두를 공시하여 107일간 사양시험을 실시하였다. 시험구는 3처리, 3반복, 즉 각 실험군은 송아지 10마리를 대상으로 하였으며, 대조구는 미생물 생균제를 급여하지 않았으며, 처리구 1은 실시예 6에서 제조한 고상발효 생균제를 1%, 처리구 2는 고상발효 생균제를 3%씩 송아지 사료위에 뿌려줌으로 급여하였다. 본 사양시험에 사용한 생균제의 미생물 함량은 1.0 x 10⁸ cfu/g 이상 함유되었다. 체중 및 사료섭취량은 시험 종료 시까지 측정하여 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율을 각각 계산하였으며, 사양시험 종료후, 대조군과 처리군에서 각각 6두씩으로부터 신선한 분변 1g을 무균적으로 수거한 다음 아래 표 4에 나타낸 조건에 따라 장내미생물의 변화를 측정하였다. 송아지의 사양시험 결과를 다음 표 5에 나타내었으며, 사양시험 결과 대조군과 처리군 간의 장내미생물변화는 다음 표 6에 나타내었다.

사양시험 결과, 대추추출물 이용 고체발효 생균제 급여구는 대조구(control)에 비해 일당증체량이 개선되는 경향을 보였으나, 통계적으로 유의적인 차이는 없었다. 즉, 일당증체량은 3% 생균제 급여구가 0.90 ± 0.06으로 가장 높았으며, 생균제를 급여하지 않은 대조구가 0.86 ± 0.13으로 가장 낮았다.

사양시험에 따른 분변미생물의 변화를 측정한 결과(표 6), 대추추출물 이용 고상발효 생균제를 1% 또는 3% 씩 송아지에 급여함으로써 분변속 유산균 함량을 50% 이상 증가시킬 수 있었다. 또한 유해미생물인 살모넬라와 대장균의 함량도 대조구에 비해서 3% 급여한 처리구에서 90% 이상 감소하는 것으로 나타났다.

^*Mean ± S.D.

^a, ^bValues with different superscripts in the same row differ (p<0.05)

본 발명에 따른 대추추출물을 이용한 고체발효 생균제는 병원성 세균에 대한 억제능력이 우수하고 동시에 가축에 적용 시 사료에 대한 기호성을 증진시킬 수 있으므로, 종래 반추가축의 생산성 향상과 가축의 성장촉진 목적으로 사용되는 항생제를 대체할 수 있는 보급형 생균제로서 산업적으로 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명은 대추 및 대추생산부산물의 새로운 용도로서 산업적으로 활용될 수 있다.

Claims

(a) 열수추출한 대추추출물을 5～20 중량% 함유하는 액체배지에서, 유산균; 고초균(Bacillus subtilis); 효모(Saccharomyces cerevisiae); 및 파피아 로도자이마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 종균을 24～48시간 동안 25～40℃로 종균별로 각각 따로 배양하는 단계와,

(b) 미강; 소맥피; 및 당밀을 포함하는 기본배지에 열수추출한 대추추출물을 5～20 중량% 첨가하고, 상기 (a) 단계에서 얻은 액체배양 종균을 접종한 다음, 수분함량을 30～50%로 조정하고, 25～35℃에서 2~4일간 발효시켜 미생물 수 10⁷~10⁸ cfu/g의 생균제를 얻는 단계를 포함하는 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)에서 액상 생균제 종균은 종균별로 같은 비율로 접종되며, 액상 생균제 종균 전체가 기본배지에 대해 중량대비 1～10%로 접종되는, 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)의 기본배지에 대추부산물을 중량대비 1~10 중량%로 첨가하는 것을 포함하는 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)는 50℃이하로 건조시키는 단계를 더 포함하는 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 열수추출한 대추추출물은 건조대추 또는 생대추를 100~150℃에서 3～8시간 열수추출한 것인, 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 열수추출한 대추추출물은 당도가 12～15^oBrix인, 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum); 엔테로코커스 패시움(Enterococcus faecium); 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는, 대추를 이용한 고체발효 생균제의 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 미생물 수 10⁷~10⁸ cfu/g의 고체발효 생균제 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 고체발효 생균제를 사료 에 대해 0.5~5 중량%로 첨가하여 급여하는 것을 포함하는 반추동물의 사육방법.
제9항에 있어서, 상기 반추동물은 소인 사육방법.