KR101168632B1 - 천연 항균성 및 기능성 가축사료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편백나무에서 피톤치드를 추출하고 남은 부산물과 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합하여 이루어짐을 특징으로 하는 천연 항균성 및 기능성 가축사료를 제공하기 위한 것으로, 종래 폐기되던 편백나무 부산물과 마늘부산물을 기능성 가축사료의 사용함으로 인해 보다 저렴한 가격으로 사료를 생산할 수 있으며, 편백나무와 마늘에 함유된 약용성분, 즉 피톤치드와 알리신 등이 사료에 함유되도록 하되, 상기 약용성분들이 종래에는 폐기했던 편백나무 부산물과 마늘 부산물로 부터 얻을 수 있도록 함으로써 항생제를 사용하지 않고도 기존의 사료만으로는 부족했던 가축의 항균성 스트레스의 해소 및 혈액 정화, 축사 환경개선작용 등의 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명은 사료에 피톤치드와 알리신을 함유하도록 하기 위해 일부러 직접 고가의 마늘과 편백나무를 사료에 투입하거나, 피톤치드 및 알리신을 첨가할 필요가 없는 것이어서 저렴한 비용으로 고기능성의 사료를 제조할 수 있으며, 특히 편백나무 부산물과 마늘부산물은 이미 피톤치드와 알리신을 추출하기 위해 분쇄된 상태여서 사료를 만들기 위해 별도로 분쇄하지 않아도 되는 등 엄청난 제조비용의 절감을 도모할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

천연 항균성 및 기능성 가축사료{A feed composition}

본 발명은 천연 항균성 및 기능성 가축사료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편백나무에서 피톤치드를 추출하고 남은 부산물과 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 이용하여 가축사료를 개발함으로써 항생제를 억제하고 생산성을 향상시키며, 육질을 개선하여 고단백 저지방 고기를 생산함으로써 현대인들의 배부르고 기름진 식생활의 추구에서 건강생활로서의 전환을 모색하며, 이로 인해 축산 발전과 더불어 국민건강을 도모하는 천연 항균성 및 기능성 가축사료에 관한 것이다.

근래에 들어 우리나라 사료의 총생산량은 16,148천 톤으로, 상기 사료의 주재료인 옥수수의 경우 국내 자급률이 0.8%에 불과하며, 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다.

더욱이 국제 식량문제로 가축사료를 수입 옥수수에만 의존할 수 없으므로 국내 자급사료 개발은 당면한 과제이며, 이를 해결하기 위한 일환으로 마늘, 생강, 황토, 한약재, 가시오가피, 구기자, 복분자, 인삼 등이 함유된 가축사료가 개발되고 있다.

즉 도시의 확장에 따라 시골지역으로 주택가가 팽창하면서 가축 배설물의 악취문제, 조류독감(AI; Avian Influenza)과 같은 고질적인 가축 전염병에 의한 가축의 폐사문제를 해결하고 수입 옥수수를 대체할 수 있는 우리 자원을 이용한 가축사료의 개발이 시급한 실정이다.

따라서 종래에는 특허공개 제10-2004-0069487호와 같이 옥수수, 대두박, 수지박, 우모분, 곡물부산물, 인산칼슘, 탄산칼슘, 천일염, 라이신, 메치오닌, 미네랄/비타민트리믹스를 포함하는 가금용 사료에 있어서, 마늘의 매운맛과 냄새를 제거하기 위하여 분쇄 후 열풍 건조에 의하여 건조한 0.5 내지 3 중량부의 마늘 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마늘성분을 포함하는 가금용 사료가 개발된 바 있으나, 이는 고가의 마늘분말을 직접 사료에 투입하는 방식이어서 사료제조단가가 높아지는 단점을 갖는다. 또한 항생제를 첨가하지 않고서도 가축(가금류)를 건강하게 사육할 수 있으며 사료를 섭취한 가축의 신진대사를 촉진하여 악취가 덜 나는 배설물을 배출하게 하여 사육환경을 개선할 수 있으나 가축의 항균성 스트레스의 해소 및 혈액 정화 및 축사 환경개선작용 등의 효과를 기대하기 곤란한 단점을 갖는다.

따라서 본 발명은 편백나무와 마늘에 함유된 약용성분, 즉 피톤치드와 알리신 등이 사료에 함유되도록 하되, 상기 약용성분들이 종래에는 폐기했던 편백나무 부산물과 마늘 부산물로 부터 얻을 수 있도록 함으로써 저렴하면서도 기존의 사료만으로는 부족했던 가축의 항균성 스트레스의 해소 및 혈액 정화, 축사 환경개선작용 등의 효과를 기대할 수 있는 항균성 및 고기능성 사료를 제공하기 위한 것이다.

또 본 발명은 편백나무 부산물과 마늘 부산물에 포함된 약용성분들이 상호보완적 작용을 할 수 있도록 첨가물을 최적의 비율로 혼합하여 사료를 제조함으로써 거의 전량 수입에 의존하는 옥수수의 사용량을 줄이고, 가축의 호흡기장애 및 폐사율을 감소시키며, 육질이 개선되는 항균성 및 고기능성 사료를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 사료에 피톤치드와 알리신을 함유하도록 하기 위해 일부러 직접 고가의 마늘과 편백나무를 사료에 투입하거나, 피톤치드 및 알리신을 첨가할 필요가 없는 것이어서 저렴한 비용으로 고기능성의 사료를 제조할 수 있으며, 특히 편백나무 부산물과 마늘부산물은 이미 피톤치드와 알리신을 추출하기 위해 분쇄된 상태여서 사료를 만들기 위해 별도로 분쇄하지 않아도 되는 등 엄청난 제조비용의 절감을 도모할 수 있는 항균성 및 고기능성 사료를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 천연 항균성 및 기능성 가축사료 첨가물은 편백나무에서 피톤치드를 추출하고 남은 부산물과 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또 상기 편백나무에서 피톤치드를 추출하고 남은 부산물과 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 혼합하여 이루어진 혼합물과 해초가루, 쑥, 굴 껍질 가루, 맥반석, 쌀겨, 게르마늄 중 하나 이상 선택된 성분을 1:0.07~2.5의 중량비로 혼합하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 천연 항균성 및 기능성 가축사료는 상기한 혼합물로 구성된 가축사료에 옥수수가루를 1:0.47~6.67의 중량비로 혼합하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이처럼 본 발명은 종래 폐기되던 편백나무 부산물과 마늘부산물을 기능성 가축사료의 사용함으로 인해 보다 저렴한 가격으로 사료를 생산할 수 있으며, 편백나무와 마늘에 함유된 약용성분, 즉 피톤치드와 알리신 등이 사료에 함유되도록 하되, 상기 약용성분들이 종래에는 폐기했던 편백나무 부산물과 마늘 부산물로 부터 얻을 수 있도록 함으로써 항생제를 사용하지 않고도 기존의 사료만으로는 부족했던 가축의 항균성 스트레스의 해소 및 혈액 정화, 축사 환경개선작용 등의 효과를 기대할 수 있다.

또 본 발명은 편백나무 부산물과 마늘 부산물에 포함된 약용성분들이 상호보완적 작용을 할 수 있도록 해초가루, 쑥, 굴껍질 가루, 쌀겨, 게르마늄과 같은 첨가물을 최적의 비율로 혼합하여 사료를 제조함으로써 거의 전량 수입에 의존하는 옥수수의 사용량을 줄이고, 가축의 호흡기장애 및 폐사율을 감소시키며, 육질이 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명은 사료에 피톤치드와 알리신을 함유하도록 하기 위해 일부러 직접 고가의 마늘과 편백나무를 사료에 투입하거나, 피톤치드 및 알리신을 첨가할 필요가 없는 것이어서 저렴한 비용으로 고기능성의 사료를 제조할 수 있으며, 특히 편백나무 부산물과 마늘부산물은 이미 피톤치드와 알리신을 추출하기 위해 분쇄된 상태여서 사료를 만들기 위해 별도로 분쇄하지 않아도 되는 등 엄청난 제조비용의 절감을 도모할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 천연 항균성 및 기능성 가축사료는 편백나무 부산물과 마늘 부산물을 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합하여 이루어진다.

상기한 편백나무 부산물과 마늘 부산물을 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합하는 이유는, 상기 편백나무 부산물의 중량이 적고 마늘 부산물의 중량이 많은 경우 편백나무 부산물에 의한 효능을 기대할 수 없어 알리신, 즉 마늘의 독특한 냄새로 인해 사료로서의 기능을 다할 수 없고, 상기 편백나무 부산물의 중량이 많고 마늘 부산물의 중량이 적은 경우 편백나무 부산물의 양이 마늘 부산물의 양에 비해 너무 많으므로 사료로서의 역효과가 발생하기 때문이다. 따라서 상기 편백나무의 부산물과 마늘의 부산물은 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합함이 가장 바람직한데, 이 경우 상기 양 부산물은 효능 면에 있어 상호 보완되므로 가축사료로 적합한 상태를 유지하게 되는 것이다.

상기 편백나무를 형성하고 있는 주요 성분은 셀룰로오즈(cellulose), 헤미셀룰로오즈(hemicellulose), 리그닌(lignin)이 있고, 수목 자신의 생리작용에 관여하는 미량성분(추출성분)으로 피톤치드(phytoncide) 등이 있다.

상기 편백나무의 주요성분과 미량성분의 분류는 구성성분 비율에 의한 것으로, 목재에서 주요성분은 전체 90% 이상을 차지하고 10% 정도가 미량성분이다. 이들 미량성분은 없어서는 안 되는 존재이다. 2차적으로 생산되는 주요성분은 모든 수목에 함유되어 있고, 그 구성비율도 수종에 따라 차이는 거의 없지만 미량성분의 종류와 함유량은 수종에 따라 크게 다르다. 성분에 따라서는 특정 수목 외에는 함유되어 있지 않는 것도 있다. 이처럼 미량성분으로서의 피톤치드는 수종에 따라 큰 차이가 있으나, 수종별 피톤치드의 양을 비교해 보면 잡목이나 활엽수보다는 소나무, 잣나무, 편백나무 같은 침엽수에서 훨씬 많은 피톤치드가 발생 되며, 측백나무과에 속하는 편백나무는 단위당 피톤치드 발생량이 소나무는 물론 잣나무보다 월등할 뿐만 아니라 그 효능도 뛰어난 것으로 여러 실험 결과 입증되고 있다.

피톤치드는 식물이 2차적으로 대사하는 생물활성물질의 총칭이고, 협의로는 수목이 휘산하는 휘발성 물질(terpene류)을 의미하는데, 피톤치드는 다른 식물의 생장저해작용, 섭취저해작용, 살충 및 살균작용 등을 한다.

이때 편백나무로 부터 피톤치드의 추출방법은 다음과 같다. 즉 편백나무의 잎, 줄기, 껍질, 뿌리를 분쇄하여 편백나무 가루로 만들고 상기 편백나무 가루를 이산화탄소(CO₂) 초임계방식 또는 증류방식을 통해 피톤치드를 추출하게 된다.

상기 이산화탄소 초임계유체추출법(액화가스추출법)은 액화 이산화탄소를 초임계유체로 하여 피톤치드를 추출하는 방법으로, 액체상태의 이산화탄소를 고압펌프로 보내지기 전에 액체상태를 유지시키기 위하여 냉각교환기를 통과시킨 다음, 가압하고, 가열하여 이산화탄소를 초임계상태로 만든다.

다음 초임계상태의 이산화탄소가 용해제 역할을 해서 살아있는 식물의 영양소를 성질을 바꾸지 않는 상태에서 그대로 피톤치드를 추출해내고, 압력을 낮추면서 이산화탄소를 가스상태로 되돌려 추출물을 이산화탄소와 분리시킨 다음, 재가열하여 온도를 30°C로 유지시키고, 중력을 이용하여 추출물로 부터 이산화탄소를 분리시키며, 추출물이 안전한 상태에서 가라앉게 하기 위하여 서서히 압력을 줄여나가 침전시킨다. 다음 원심력을 이용하여 다시 이산화탄소를 분리하고 기체상태의 이산화탄소를 액체화시키기 위하여 냉각시키는 단계로 이루어진다.

초임계법은 고온,고압이므로 장치가 고가이며, 운전비용이 다른 방법보다 많이드는 단점을 갖긴 하나 품질이 우수하고 농도가 높으며, 향이 더 풍부한 우수한 추출물을 만들 수 있는 장점을 갖는다.

또 분리가 용이하여 추출한 향기성분에 액화가스가 잔류하지 않으며, 저온에서의 추출이 가능하기 때문에 열에 불안정한 성분의 추출이 가능한 장점을 갖는다.

증류법은 수증기증류법과 열수증류법이 있으며, 수증기증류법은 정유 추출에 가장 많이 이용되는 방법으로, 편백나무분말(원료)에 수증기를 불어넣으면 피톤치드가 수증기와 함께 나오고 이를 냉각함으로써 피톤치드를 얻을 수 있는 방법이다.

열수증류법은 편백나무분말(원료)을 물에 넣고 가열해, 자비 되어 나오는 수증기와 피톤치드를 냉각해 피톤치드를 얻는다. 증류법은 가장 간편하고 경제적인 방법이기 때문에 널리 이용되고 있으나, 불용성 피톤치드의 제조시에만 활용되고 열에 대해 불안정하거나, 초기향 부분으로 분자량이 적고 휘발성이 큰 물질은 채취할 수 없는 단점을 갖는다.

상기 마늘은 대표적인 성분을 살펴보면 수분이 77%, 탄수화물이 20, 단백질이 2.4 %이고 ,먹을 수 있는 부분의 무기물은 100㎎중에, 회분에 0.5g 칼리38, 칼슘 18㎎, 마그네슘5㎎, 인산67㎎의 비율로 이루어진다.

또 마늘에는 강장작용(强壯作用)과 근육증강효과를 갖는 스코르디닌(scordinin)과 근육증강효과와 성장발육효과를 갖는 크레아틴(creathine), 알리나제(allinase), 알리티아(allithiamin), 게르마늄(germanium), 시스테인(cysteine), 메티오닌(methionine), 캡사이신(capsaicin), 셀레늄(selenium), 아연(zinc), 알리니민(aronamin), 비타민B1 (allithiamin), 칼륨(potassium)등 다양한 약리효과를 갖는 성분을 함유하고 있다.

본 명세서에 기재된 편백나무 부산물은 편백나무로 부터 피톤치드를 추출하고 남은 물질을 의미하며, 마늘 부산물은 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 의미한다.

이처럼 본 발명은 편백나무 부산물과 마늘 부산물로만 이루어진 사료에 필연적으로 부족할 수밖에 없는 영양성분을 첨가함으로써 가축의 영양 불균형을 해소할 수 있도록 함이 바람직하다. 이를 위해 첨가되는 영양성분으로는 해초가루, 쑥, 굴(조개 포함) 껍질 가루, 쌀겨, 게르마늄 등이 사용된다. 이하 본 명세서에서는 해초가루, 쑥, 굴(조개 포함) 껍질 가루, 쌀겨, 게르마늄을 통칭하여 첨가물이라 한다.

이때 상기 첨가물은 편백나무 부산물과 마늘 부산물로 이루어진 혼합물에 중량비로 1(편백나무 부산물과 마늘 부산물로 이루어진 혼합물):0.07~2.5(첨가물)의 비율로 혼합하여 사료를 구성할 수도 있다.

이때 편백나무 부산물과 마늘 부산물로 이루어진 혼합물에 첨가물 중에서 하나 이상 선택한 성분을 1:0.07~2.5의 중량비로 혼합하는 이유는 첨가물이 0.07 이하인 경우에는 첨가량이 너무 적어 가축이 필요로 하는 정도의 영양공급이 곤란하고, 2.5 이상인 경우에는 비교적 편백나무 부산물 및 마늘 부산물의 가격에 비해 고가인 첨가물의 양이 늘어나게 되어 사료의 가격이 높아지는 단점을 갖기 때문이다. 또한 상기 첨가물의 양이 편백나무 부산물과 마늘 부산물의 중량에 비해 현저하게 많은 경우에는 상기 편백나무 부산물과 마늘 부산물에서 기대할 수 있는 효능이 줄어들기 때문이다.

상기 첨가물에 사용되는 해초가루는 우리나라 근해에서 자라고 있는 다시마, 미역, 톳, 우무가사리 등을 수거하여 건조?분쇄한 후 사료 원료로 사용되고, 가수용 질소물, 조단백질, 무기질, 요오드 등의 효능이 있다.

쑥은 이산화탄소 초임계 및 증류방식으로 정유를 추출한 부산물을 사료의 원료로 사용하는데, 상기 쑥은 비타민, 미네랄, 치네올, 유칼리프롤 등의 약리작용의 효능이 있다.

굴(조개 포함)껍질 가루는 미네랄, 악취제거, 해충 등에 효능이 있다.

쌀겨는 현미를 도정하여 정백미를 만들 때 생기는 과피, 종피, 호물층 등의 분쇄혼합물로 단백질, 당질, 비타민 등의 효능이 있다.

게르마늄은 주기율표 제 4B족에 속하는 탄소족 원소로써, 본 발명에서는 유기 게르마늄을 사용하며, 기능은 영양소가 연소 되는 대사과정에서 수소분자와 산소분자를 결합시켜 물을 만들어 몸안의 노폐물을 땀으로 배출시키는 역활을 한다.

또한, 본 발명 천연 항균성 및 기능성 가축사료는 상기한 편백나무 부산물과 마늘 부산물 혼합물로 구성된 사료나 편백나무 부산물과 마늘 부산물에 첨가물이 혼합된 사료에 옥수수가루를 1:0.47~6.67의 중량비로 혼합하여 이루어질 수도 있다. 이때 상기 옥수수에는 조섬유, 크산토릴 등이 함유되어 있으며, 주성분이 탄수화물인 조사료로써 전분가가 높고 섬유함량이 적기 때문에 에너지 함량이 높은 옥수수와 옥수수대를 분쇄한 옥수수가루를 가축의 용도에 맞게 혼합하여 미생물로 처리한 후 24시간 숙성시켜 가축사료로 제조되는 것이다.

상기 옥수수가루의 첨가량이 0.47 보다 낮을 경우에는 에너지 함량이 높은 옥수수가루의 양이 너무 적어 가축에 필요한 에너지의 공급이 부족하게 되며, 6.67 보다 많을 때에는 편백나무 부산물과 마늘 부산물 혼합물이나 편백나무 부산물과 마늘 부산물과 혼합된 첨가물의 양이 너무 줄어들게 되어 편백나무 부산물 및 마늘 부산물, 첨가물로부터 기대할 수 있는 효능이 줄어들기 때문이다.

실시예

(1) 피톤치드의 동물 독성 실험결과:

통상적으로 경구투여에 의한 독성실험은 체중 1kg당 2g의 물질을 투여하는 것을 실험 기준치로 삼지만, 이번 실험의 경우 기준을 엄격히 적용하여 LD 50치(Lethal does 50%: 실험동물의 50%를 죽이는 물질의 중량)를 구하고, 급성 독성 시험의 일반적인 최고 용량에 해당하는 5g/1kg(체중 1kg당 5g투여)을 쥐에게 경구투여한 결과, 피톤치드를 투여한 모든 쥐는 생존을 하였고 혈청검사에서도 이상징후가 발생 되지 않았다.

(2) 피톤치드의 동물 혈중 콜레스테롤 수치 감소:

피톤치드가 동물(가축)의 콜레스테롤 생합성 저해를 하는지 분석한 결과, 콜레스테롤 생합성을 최소 10%에서 100%까지 저해한다는 결과를 얻었다.

이처럼 동물(가축)들을 대상으로 한 실험에서 피톤치드는 진정작용, 쾌적작용은 물론 콜레스테롤 생합성 저해, 동맥혈압 감소 등 순환계의 안정에 매우 긍정적인 작용을 하는 것으로 나타났다.

(3) 스트레스 호르몬인 코르티솔 감소효과:

실험용 쥐에게 100볼트의 전류를 0.03초 동안 3초 간격으로 1분간 흘려보내 전기 자극을 사하여 스트레스를 높이면 스트레스 호르몬인 코르티솔의 농도가 급격히 증가하게 된다. 이때 4종의 침엽수(소나무, 잣나무, 편백나무, 화백나무)의 피톤치드를 기화시켜 쥐에게 각각 흡입시킨 뒤 코르티솔의 농도변화를 측정한 결과, 편백나무에서 코르티솔의 감소가 매우 높게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다.

피톤치드 흡입 후(자극전 4.7ng/ml - 자극후 7.8ng/ml)

코르티솔 농도	감소율(%)
소나무 60ng	19
잣나무 40ng	46
화백나무 50ng	33
편백나무 35ng	53

(4) 본 발명에 의해 제조된 사료를 닭에게 먹여 사육하였다. 대조군은 일반사료에 항생제를 첨가하여 먹여 사육한 닭을 사용하였다. 실험기간은 세 달이었으며, 매달 폐사 여부를 분석하였다. 이때 실험기간 동안에 별도의 항생제나 백신처리 없이 사육하였다.

그 결과 본 발명에 의해 제조된 사료를 먹인 닭은 일반적인 항생제를 첨가한 사료를 먹인 닭 들 보다 폐사율이 낮게 나타났으며, 따라서 항생제를 첨가한 닭사료보다 본 발명에 의해 제조된 사료의 항균효과가 보다 더 뛰어남을 알 수 있었다.

이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

Claims (3)

1. 편백나무에서 피톤치드를 추출하고 남은 부산물과 마늘에서 알리신을 추출하고 남은 부산물을 1~3.33:1~1.67의 중량비로 혼합한 혼합물과, 상기 혼합물과 해초가루, 쑥, 굴 껍질 가루, 맥반석, 쌀겨, 게르마늄 중 하나 이상 선택된 성분을 1:0.07~2.5의 중량비로 혼합한 가축사료와, 상기 가축사료와 옥수수가루를 1:0.47~6.67의 중량비로 혼합하여 이루어짐을 특징으로 하는 천연 항균성 및 기능성 가축사료.
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