KR101293729B1 - 홍삼박의 베타-시토스테롤을 유효성분으로 하는 사료 첨가제 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤(stigmasterol)의 항균 및 항염증 활성을 활용하여 상황버섯 균사체를 이용한 면역증강 및 규소를 첨가하여 조골세포(osteoblast)를 활성화하는 동물용 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, (a) 홍삼에서 열수추출을 한 후 홍삼박을 분리하여 건조한 다음 분말화하는 단계, (b) 사료용 옥수수 분말을 사용하여 배지를 마련하고, 이 배지를 멸균처리한 다음 상황버섯 종균을 접종하여 배양 후 건조하는 단계, (c) 식용가능한 규소를 마련하는 단계 및 (d) 상기 (a)단계, (b)단계 및 (c) 단계에서 각각 마련된 홍삼박 분말, 상황 버섯 균사체 및 규소를 혼합하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 사료 첨가제 및 그 제조 방법을 이용하는 것에 의해, 동물의 사육과정에서 항균 및 항염증 효과를 가짐으로써 밀식 재배 환경에 노출된 사육 환경에서 보다 건강한 사육을 유도하고 나아가 뼈 성장을 촉진할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

홍삼박의 베타-시토스테롤을 유효성분으로 하는 사료 첨가제 및 그 제조 방법{Feed additive development of utility β-sitosterol from red ginseng residue as principal ingredient}

본 발명은 홍삼박의 베타-시토스테롤(β-sitosterol)을 유효성분으로 하는 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤(stigmasterol)의 항균 및 항염증 활성을 활용하여 상황버섯 균사체를 이용한 면역증강 및 규소를 첨가하여 조골세포(osteoblast)를 활성화하는 동물용 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 홍삼은 인삼의 재배적지에서 생산된 6년근 수삼 중에서 좋은 품질의 수삼을 정선하고 증숙, 건조 등의 특수처리과정을 거쳐 인체에 흡수가 잘 되도록 제조한 담황갈색의 인삼으로, 그 제조과정 중에 노화 억제 효능이 뛰어난 말톨(maltol)과 암세포 증식을 억제하는 진세노사이드 Rh2, 파낙시트리올 등 홍삼만이 가지는 특수성분이 생성되며 가장 많은 사포닌을 함유하고 있고 장기간 보존시에도 유효성분의 변화가 거의 일어나지 않는 특성을 지니고 있으며 이와 같은 홍삼은 콜레스테롤 수치를 낮추고 동맥경화를 예방하며, 혈액순환개선, 신체기능 항상성유지 등과 같이 세포활성화 및 피로회복, 강장, 심박수 감소, 면역력 증진의 탁월한 효능을 갖는 것으로 알려져 있는데, 이러한 홍삼을 이용하여 홍삼추출물을 제조하는 과정에서 부산물로 생성되는 홍삼박은 홍삼을 물로 추출하여 홍삼정(紅蔘精), 즉 홍삼 엑기스(red ginseng extract)성분이 추출되고 남은 잔사로서 홍삼을수회 반복하여 물추출하더라도 내부의 유효성분을 모두 추출할 수 없으며, 더욱이 홍삼엑기스의 추출과정에서 추출 비용상(가열비용, 용매비용, 공정반복비용 등) 홍삼의 유효성분이 다량 남아 있더라도 여러 번 반복하여 추출할 수 없으므로 홍삼박에는 사포닌, 폴리아세틸렌, 단백질 등의 유효성분이 대략 20 ~ 40% 정도 잔류하게 된다.

즉, 열수 추출로 제조하는 홍삼 추출물의 부산물인 홍삼박은 홍삼의 가장 널리 알려진 약리 주성분인 사포닌이 대부분 추출된 상태이다. 그러나 제조과정에서 용매로서 물만을 사용하기 때문에 용매 극성의 차이로 지용성 물질은 잔류되어 있다. 이 중에서 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤은 가장 대표적인 홍삼의 식물성 스테롤로서 특히 베타-시토스테롤은 항균 및 항염증 효능으로 널리 알려져 있으며, 치주질환의 의약품 예를 들어, 상품명 '인사돌'로서도 현재 판매되고 있는 성분이다.

이와 같은 홍삼박 및 한약재박을 소, 돼지, 닭과 같은 가축의 사료에 이용하면 이들의 유용한 성분들이 가축에 섭취되어 이로부터 높은 품질의 육류 및 계란을 생산할 수 있다. 한국특허공개 제2002-0036381호에는 홍삼을 이용한 닭 사료의 제조방법에 관한 것으로, 홍삼박과 한약재박을 톱밥, 등겨 등과 혼합하고 이를 발효시켜 사료를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 한국특허공개 제2004-0101676호에 의하면, 인삼을 주원료로 하는 소 및 돼지용 첨가사료를 가축의 사육을 위한 일반 사료에 첨가하여 소 및 돼지의 성장 속도를 증가시키면서, 동시에 체내에 지방이 과다하게 축적되지 않도록 하여 육질이 개선된 돈육 및 한우육을 생산할 수 있다고 기재되어 있다.

한편, 홍삼박 및 한약재박을 포함하는 동물용 사료 첨가제 제조방법에 관한 기술의 일례가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.

하기 문헌 1에 있어서는 도 1에 도시된 바와 같이, 홍삼박 건조분말 100 중량부, 한약재박 건조분말 50 중량부 및 광물질-메티오닌 킬레이트 1.55 중량부(아연 0.5 중량부 + 철 0.5 중량부 + 망간 0.5 중량부 + 구리 0.025 중량부 + 코발트 0.025 중량부)를 혼합하고, 믹서에서 혼합하면서 코팅제(10% 식용쉘락 에탄올 용액:10% 사카린 수용액= 1:1) 5중량부를 분사하여 15분간 코팅하고, 코팅된 혼합물에 생균제(바실러스 서브틸리스 1.0 X 109/kg) 25 중량부, 비타민 A 0.075 중량부(100만 IU/kg), 비타민 E 및 비타민 C 각각 2.5 중량부(1000mg/kg), 글로콘산 칼슘 5 중량부, 메티오닌 5 중량부 및 제삼인산칼슘 58 중량부를 첨가하고 15분간 혼합하여 사료첨가제 조성물을 제조하는 기술에 대해 제시하고 있다.

그러나 상기 문헌 1 등에 개시된 기술에 있어서는 홍삼박과 한약재 등을 이용하므로 그 각각의 성분에 대한 효과만 나타낼 뿐, 홍삼박의 식물성 스테롤인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤의 항균 및 항염증 활성을 활용하지못한다는 문제가 있었다.

또한 상술한 바와 같은 동물성 사료에 있어서는 사료를 섭취하는 동물의 뼈 기능의 강화에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않았다.

[문헌 1] 대한민국 특허 등록공보 10-0863607호(2008년 10월 08일 등록)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 홍삼 추출물의 부산물인 홍삼박을 유효성분으로 하여 면역증강 소재 및 뼈 생성에 도움이 되는 규소를 배합하여 건강한 사육을 위한 사료 첨가제 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 사료 첨가제는 홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤(stigmasterol)의 항균 및 항염증 활성을 활용하는 사료 첨가제로서, 홍삼박 1 ~ 50중량%, 버섯류의 다당체 1 ~ 50중량%, 규소 0.05 ~ 0.2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 사료 첨가제에 있어서, 상기 버섯류의 다당체는 배지로 사료용 옥수수 분말을 사용한 상황 버섯 균사체인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 사료 첨가제의 제조 방법은 홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤(stigmasterol)의 항균 및 항염증 활성을 활용하는 사료 첨가제의 제조방법으로서, (a) 홍삼에서 열수추출을 한 후 홍삼박을 분리하여 건조한 다음 분말화하는 단계, (b) 사료용 옥수수 분말을 사용하여 배지를 마련하고, 이 배지를 멸균처리한 다음 상황버섯 종균을 접종하여 배양 후 건조하는 단계, (c) 식용가능한 규소를 마련하는 단계 및 (d) 상기 (a)단계, (b)단계 및 (c) 단계에서 각각 마련된 홍삼박 분말, 상황 버섯 균사체 및 규소를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 사료 첨가제의 제조 방법에 있어서, 상기 홍삼박 분말, 상황 버섯 균사체 및 규소는 각각 사료 100중량을 기준으로 하여 0.1 ~ 0.3중량%, 0.1 ~ 0.3중량%, 0.005 ~ 0.02중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 의하면, 항생제 사용이 금지된 사료에 천연 원료를 사용하여 면역기능이 강화된 사료 첨가제를 개발함으로써 축산 농가에서 동물의 사육과정에서 불안한 심리적 요인을 감소시키고, 현실적으로 동물의 면역기능을 강화시키고 항균 및 항염증 효과를 가짐으로서 밀식 재배 환경에 노출된 사육환경에서 보다 건강한 사육을 유도하고 나아가 뼈 성장을 촉진할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 의하면, 가금류를 통한 사육실험 결과에서 일반 대조 사료 투여군에 비하여 폐사율이 감소하고, 체중 증가와 함께, 성장효과를 분석한 뼈의 Micro-CT 분석결과 성장에 유효성 있는 결과를 보이며, 영양성분 분석결과 일반 성분의 차이는 비슷하지만 육질에 영향을 미치는 수분함량에 차이가 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 사료 첨가제 및 그 제조 방법에 의하면, 본 발명의 사료첨가제로서의 기능이 건강한 사육을 통한 축산물은 국민 건강에 크게 기여하며 나아가 국내 축산물의 브랜드를 강화시켜, 수입 대체 효과 및 수출용으로도 유용하게 사용될 수 있다는 효과도 얻어진다.

도 1은 종래의 동물용 사료 첨가제 제조방법을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 사료 첨가제의 제조과정을 나타낸 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 홍삼박의 베타-시토스테롤을 유효성분으로 하는 사료 첨가제를 적용한 실험군과 대조군의 BMD(bone mineral density, 골밀도)의 Micro-CT 사진.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.

본 발명은 홍삼박에 잔류된 유효성분인 식물성 스테롤(phytosterol)의 생리활성을 활용하여 사료 첨가제를 개발한 것이다.

홍삼은 두릅나무과(Araliaceae)에 속하는 여러해살이풀인 인삼(Panax ginseng C.A.Meyer)을 증숙시킨 제품으로 세계적으로 한국의 고려인삼으로 잘 알려져 있다. 약효 성분으로 담마란계 계통의 사포닌으로 현재 32종이 보고되어 있는데, 수십 년간 연구과정을 통해서 대부분의 각 사포닌별 약리작용이 많이 알려져 있으나 현재도 생리활성에 대한 지속적인 연구가 진행되고 있다. 특히 예로부터 자양강장, 병후 체력회복에 매우 귀하게 사용되어 왔는데 현대에서도 가장 대중적이고 신뢰성 있는 건강기능식품으로 이용되고 있다.

이러한 홍삼은 제조과정상 매우 딱딱한 물성을 가지고 있기 때문에 그 자체를 복용하기는 어려워 대부분 추출한 엑기스 또는 가공식품의 형태로서 이용되고 있다. 이 제품 생산과정에서 홍삼을 추출하고 남은 잔유물을 일반적으로 홍삼박이라 부르며, 용도에 따라서 물 또는 주정을 사용하지만 대부분 열수추출로 엑기스를 제조하고, 초기에는 수분이 80% 이상 함유되어 폐기하거나 또는 퇴비용으로 사용하였다.

그러나 최근에 와서 수회의 추출과정에서도 일부 유효성분이 함유되어 있음이 확인되어 간혹 동물 사료로서의 가능성이 보고되었다. 한편, 현재의 공정은 추출 횟수가 7회로 대부분의 사포닌 및 물에 용해되는 성분은 모두 추출된 것으로 추정된다. 따라서 홍삼박 자체만으로는 사료 첨가제로서의 기능을 기대하기는 어렵다. 그러나 물에 용해되지 않는 성분은 용매 극성상 대부분 잔류되어 있으므로 열수 추출한 홍삼박에는 식물성 스테롤인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤의 약리작용을 기대할 수 있다.

식물성 스테롤(Phytosterol)인 베타-시토스테롤(β-sitosterol)은 가장 널리 분포된 식물성 스테롤이고, 비타민 D의 전구물질로서 스테롤 핵을 가진 물질들은 부신피질 호르몬과 같은 소염작용이 있을 것으로 추정되고 있다. 또, 스티그마스테롤(stigmasterol)은 곁사슬에 이중 결합을 갖는 식물성 스테롤의 일종으로서, 최근 연구보고에 따르면 스티그마스테롤은 암을 억제하는 효과가 우수한 것으로 보고되고 있다.

따라서 본 발명에 있어서는 홍삼박에 잔류된 식물성 스테롤의 항염증 기능성을 이용하며, 면역증강 효과를 나타내는 사포닌에 대한 기능성 부족은 다른 성분으로의 보충이 필요하다.

이와 같이 면역증강 효과를 나타내는 성분으로는 버섯류의 다당체가 매우 유사한 효과를 나타내는 것으로 보고되어 있는데, 특히 상황버섯은 식용으로도 널리 알려져 있지만 그 뛰어난 약리작용으로 의약품으로도 개발된 상황버섯 균사체를 이용한다면 홍삼 사포닌 대용으로 일정한 효과를 기대할 수 있다.

또한 홍삼박 자체는 대부분 탄수화물(carbohydrate)로서 영양성분이 거의 없는 섬유 조직(fiber)이지만, 상황버섯 균사체는 제조과정에서 배지로 사료용 옥수수 분말을 사용함으로서 첨가제 함량에 따른 영양성분의 차이를 보충함으로서 전체적인 사료의 영양성분 균형도 보충해주는 역할을 기대할 수 있다.

즉, 인삼 또는 홍삼에서 면역증강과 자양강장의 기능성을 나타내는 지표성분인 사포닌(ginsenoside) Rb₁ 및 사포닌 Rg₁은 5~7회에 걸친 열수 추출 과정에서 대부분 추출된 상태이므로 홍삼박 만으로는 충분한 효과를 얻기가 어렵다.

이에 따라 본 발명에서는 사포닌 Rb₁ 및 Rg₁ 의 대용으로서 항암 및 면역 증강작용을 하는 버섯 균사체의 베타 글루칸(β-glucan) 성분을 보강하여 면역증강 효과를 보충한다.

상황버섯은 목질진 흙버섯이라고도 하며, 다년생으로 뽕나무 등에 겹쳐서 나는 목재부후균으로서 갓은 지름 6∼12㎝, 두께 2∼10㎝로, 반원 모양, 편평한 모양, 둥근 산 모양, 말굽 모양 등 여러 가지 모양으로서, 초기에는 진흙 덩어리가 뭉쳐진 것처럼 보이다가 다 자란 후에는 나무 그루터기에 혓바닥을 내민 모습이어서 수설(樹舌)이라고 하며, 항암 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있다.

또한 본 발명은 기존의 홍삼박 자체만을 첨가한 단순한 사료로 사용하는 범위에서 벗어나 실질적으로 필요하고, 부족한 성분을 배합하여 항균 및 항염증 효과를 충분히 활용할 수 있도록 면역기능을 증진시키는 상황버섯의 다당체를 첨가하며, 더 나아가 발육과정을 충분히 기대하고자 조골세포(osteoblast) 발현에 도움을 주는 규소를 복합적으로 배합하여 건강한 성장 환경에 도움을 줘 면역기능강화 사료 첨가제를 개발한 것이다.

또 규소의 대표적인 것은 이산화규소(SiO₂)로서, 지각에서 가장 풍부한 원소인 규소와 산소로 이루어진 화합물로 지각 질량의 59％, 암석의 95％ 이상을 이루는 주요구성성분으로, 석영(가장 풍부한 형태)·트리다이마이트·크리스토발라이트의 3가지의 주요 결정 형태를 갖는다. 이러한 본 발명에 적용되는 규소는 천연물인 석영, 수정,마노, 수석 등과 인공합성물인 이산화규소를 포함하는 개념이다.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 사료 첨가제의 제조과정을 나타낸 공정도이다.

본 발명의 항생제 대용 사료 첨가제는 각종 동물의 사용에 유용하게 사용될 수 있다.

먼저, 본 발명은 열수추출 홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤의 항균 및 항염증작용을 항생제 대용으로 활용하기 위해 홍삼박 분말을 제조하는 과정에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 홍삼에서 열수추출을 한 후(S10), 홍삼박을 분리한다(S20). 이때 분리된 홍삼박의 수분 함유율은 대략 80% 정도이다. 이와 같이 수분이 함유된 홍삼박을 통상의 건조기에서 수분 함유량이 약 5%~10%정도 되도록 건조한다(S30).

이후 상기와 같이 건조된 홍삼박을 분말화한다(S40). 이러한 분말화는 믹서기를 통해 실현되며, 상기 분말화는 동물의 사료용으로 사용되므로 그 크기에 한정되는 것은 아니다.

다음에 본 발명에 따른 버섯 균사체를 마련하는 과정에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 배지로서 사료용 옥수수 분말을 사용하여 배지를 마련한다(S50). 이 배지에 다른 미생물 등이 배양되는 것을 방지하기 위해 약품에 의한 화학적 방법 또는 열을 이용한 물리적 방법으로 멸균 처리를 실행한다(S60).

다음에 멸균된 배지에 상황버섯 종균을 접종하여(S70) 액체상태의 배양기속에서 배양을 실행한다(S80). 상기 상황버섯의 다당체는 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤이 충분한 항균 및 항염증 작용을 나타낼 수 있도록 면역증강 효과를 가지도록 한다.

그 후 소정 양의 배양이 실행되면 배양된 버섯 균사체를 건조시킨다(S90).

또한 식용가능한 규석 또는 규산에서 규소를 추출한다(S100). 규소는 동물의 성장 발육에 도움이 되도록 조골세포(osteroblast) 발현에 도움을 주는 성분으로서 통상의 방법에 의해 용이하게 추출할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다음에 상기 S40 단계에서 마련된 홍삼박의 분말, 상기 S90 단계에서 마련된상황버섯 균사체 및 상기 S100 단계에서 마련된 규소를 혼합기에서 혼합한다(S110).

이때 혼합기에 투입되는 각각의 성분의 비율은 홍삼박 1 ~ 50중량%, 버섯류의 다당체 1 ~ 50중량%, 규소 0.05 ~ 0.2중량%로 한다.

바람직하게는 항생제 대용 사료 첨가제로서 동물성 사료 100중량을 기준으로 하여,

홍삼박 0.1 ~ 0.3중량%

상황버섯균사체 0.1 ~ 0.3중량%

규소 0.005 ~ 0.02중량%

로 혼합한다.

그 후, 상기 혼합물을 펠릿(pellet)화하여(S120) 포장한다.

그러나, 상기 단계 (S120)는 반드시 필요한 것은 아니며, 사료의 용도 및 크기 등을 고려하여 분말 상태를 사용할 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 사료 첨가제를 닭이 섭취한 실험의 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3은 본 발명에 따른 홍삼박의 베타-시토스테롤을 유효성분으로 하는 사료 첨가제를 적용한 실험군과 대조군의 BMD(bone mineral density, 골밀도)의 Micro-CT 사진이다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 대조군과 실험군의 BMD(bone mineral density, 골밀도)를 비교해 보았을 때 대조군은 0.134 g/cm³, 실험군은 0.186 g/cm³로 분석되었다. BMD는 뼈의 밀도를 촬영하여 뼈의 밀도와 함량을 측정해 주는 것으로 실험군이 대조군에 비해 0.052 g/cm³ 높게 측정된 것으로 보아, 실험군이 닭이 뼈 생성을 할 때 영향을 주어 밀도가 대조군보다 높게 측정되었습니다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 따른 홍삼박의 베타-시토스테롤을 유효성분으로 하는 사료 첨가제 및 그 제조 방법은 축산 농가에서 동물의 사육과정에서 동물의 면역기능을 강화시키고 항균 및 항염증 효과를 가짐으로써 밀식 재배 환경에 노출된 사육 환경에서 보다 건강한 사육을 유도하고 나아가 뼈 성장을 촉진할 수 있게 한다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 홍삼박의 식물성 스테롤(phytosterol)인 베타-시토스테롤과 스티그마스테롤(stigmasterol)의 항균 및 항염증 활성을 활용하는 사료 첨가제의 제조방법으로서,
   (a) 홍삼박 분말을 준비하는 단계;
   (b) 상황버섯 균사체를 준비하는 단계;
   (c) 식용가능한 규소를 준비하는 단계; 및
   (d) 상기 (a)단계, (b)단계 및 (c) 단계에서 각각 마련된 홍삼박 분말, 상황 버섯 균사체 및 규소를, 사료 100중량을 기준으로 하여 0.1 ~ 0.3중량%, 0.1 ~ 0.3중량%, 0.005 ~ 0.02중량% 혼합하는 단계를 포함하고,
   (a) 상기 홍삼박 분말을 준비하는 단계는,
   홍삼에서 열수 추출하는 단계;
   수분을 함유한 홍삼박을 분리하는 단계;
   홍삼박을 건조기에서 건조하는 단계; 및
   건조된 홍삼박을 분말활하는 단계;를 포함하며,
   (b) 상기 상황버섯 균사체를 준비하는 단계는,
   사료용 옥수수 분말을 사용하여 배지를 마련하는 단계;
   상기 배지를 멸균처리하는 단계;
   멸균된 배지에 상황버섯 종균을 접종하여 액체상태의 배양기속에서 배양하는 단계; 및
   배양된 버섯 균사체를 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사료 첨가제 조성물의 제조 방법.
4. 청구항 3의 제조방법에 의해 제조된 사료 첨가제.
   
   

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