KR101425875B1 - 가축의 체중 증가를 위한 α-리포산 함유 사료조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
- A23K20/10—Organic substances
- A23K20/189—Enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract
본 발명은 가축의 체중 증가 및 성장촉진용 항생제를 대체하기 위한 α-리포산 함유 사료조성물 및 이의 제조방법으로서 좀더 자세하게는, α-리포산 0.5~20.0 중량%를 포함하는 체중 증가를 위한 가축 사료 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 사료 조성물은 α-리포산 함유하여 육계의 생산성 향상, 건강 유지, 면역 조절, 항산화 효과 및 계육 저장 안정성 증진 등 다양한 효과가 있으며, 항생제 대체물질로서의 사용이 가능하다.
Description
본 발명은 가축의 체중 증가를 위한 α-리포산 함유 사료조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 국민 소득과 경제 수준 향상으로 건강에 대한 관심이 고조되면서 축산물의 양적 측면 보다 질적 측면이 강조되고 있으며, 축산물의 품질 향상 및 안정성 확보는 국내 축산업의 경쟁력 확보는 물론 국민 건강을 위해 더욱 중요시되고 있다. 가축의 생산성 극대화 및 질병 예방을 목적으로 성장촉진용 항생제가 사용되어 왔으나, 이는 소비자에게 부정적으로 인식되고 있으며 축산물 내 항생제 잔류, 내성균 출현은 물론 생태계 파괴 등의 문제를 유발시킬 수 있다. 이에 따라 국내에서는 2004년부터「항생제 등 항균 물질 사용 절감 방안」이 추진되어 2012년에는 배합사료 내 성장촉진용 항생제의 사용이 전면 금지될 예정이다. 또한 무항생제 및 친환경 축산물 인증제가 추진되면서 무항생제 사육에 대한 관심 역시 높아지고 있으며 일반 축산물과의 품질 차별화가 가속화되고 있다. 그러나 무항생제 사육시 생산 비용 증가, 가축 생산성 감소, 질병 발생율 및 폐사율 증가 등의 문제가 발생되어 그 대응책이 시급한 실정이다. 현재 유기산, 생균제, prebiotics, 식물추출물 등 다양한 종류의 항생제 대체제가 개발, 사용되고 있으나 이용효과, 경제성 등 다양한 측면에서 항생제 대비 효율성이 낮고 여러 스트레스 요인이 산재하는 농장 단위에서 현재 시판, 사용되고 있는 항생제 대체제를 통한 효과적인 대체는 현실적으로 어렵기 때문에 성장촉진용 항생제 대체 및 스트레스 저감 효과가 우수한 생리활성물질을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
α-리포산은 6,8-디티옥탄산 또는 티옥트산 라고도 불리며, 비타민 유사물질로 체내 여러 효소 복합체의 보인자 또는 조효소로서 작용하여 체내 대사에 관여한다. 세포 내 미량 존재하는 미지성장인자로서 ‘젖산균 발육인자’로 주목받기 시작한 α-리포산은 비타민 유사물질로서 효소복합체의 조효소 및 보결인자로 작용하여 체내 에너지 및 단백질 대사를 조절하는 한편, 강력한 항산화 활성을 발휘하여 산화적 스트레스 저감, 노화 방지, 염증 및 조직 손상 저하 등을 효과를 가진다. 그 밖에도 중추신경조절, 지방축적 저하, 비타민 C, E, glutathione CoQ10과 같은 항산화물질 절약 및 재합성 등 다양한 생리활성효과가 과학적으로 입증된 바 있다. 그러나 α-리포산은 축산 분야에 이용하기에는 비용적, 이용적인 측면에서 어려움이 있어 그 이용가치 및 활용범위가 낮은 실정이다.
본 발명의 목적은 α-리포산의 고상화(분말화), 캡슐화, 수용액화를 통해 사료조성물로서 α-리포산의 생체이용성, 안정성 및 취급용이성을 최대화 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 일 구체예에서 α-리포산을 포함하는 체중 증가용 사료 조성물을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 α-리포산은 총 중량 대비 0.5~20.0 중량%인 것을 특징으로 하는 체중 증가용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물의 대상이 닭, 오리, 거위, 꿩, 돼지, 소, 염소, 개 및 고양이인 것을 특징으로 하는 체중 증강용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물은 분말, 캡슐 및 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 사료 조성물을 제공한다.
일 구체예에서, α-리포산 포함하는 항스트레스용 사료 조성물을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 α-리포산은 총 중량 대비 0.5~20.0 중량%인 것을 특징으로 하는 항스트레스용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물의 대상이 닭, 오리, 거위, 꿩, 돼지, 소, 염소, 개 및 고양이인 것을 특징으로 하는 항스트레스용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물은 분말, 캡슐 및 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 항스트레스용 사료 조성물을 제공한다.
일 구체예에서, α-리포산 포함하는 저장성 증대용 사료 조성물을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 α-리포산은 총 중량 대비 0.5~20.0 중량%인 것을 특징으로 하는 저장성 증대용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물의 대상이 닭, 오리, 거위, 꿩, 돼지, 소, 염소, 개 및 고양이인 것을 특징으로 하는 저장성 증대용 사료 조성물을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 사료 조성물은 분말, 캡슐 및 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 저장성 증대용 사료 조성물을 제공한다.
본 발명에서, "α-리포산"은 분말조성물 총 중량에 대하여 0.5~20.0 중량%의 양으로 함유되는 것이 바람직하다. 0.5 중량% 미만으로 함유될 경우 가축에 급여시 α-리포산 적정첨가량을 급여하기 위하여 다량의 분말조성물을 사료 내 첨가하여 배합사료 영양소균형에 문제를 야기할 수 있으며, 20.0 중량% 초과시에는 사료조성물 내 α-리포산 농도가 높아 사료 혼합시 미량 투입하여야 하기 때문에 농가 자가 배합시 문제가 발생될 수 있다.
본 발명에서, 분말조성물 제조를 위해 사용되는 부형제로는 탈지강뿐만 아니라 왕겨, 쌀겨, 소맥피, 포도당 등 보조사료 제조시 사용 가능한 부형제가 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명에서, 캡슐조성물 제조를 위해 사용되는 자체 유화특성이 있는 수불용성 고분자로는 폴리에스테르 수지 또는 스티런계 공중합체 수지로서 유리전이온도가 40~90℃, 수평균 분자량 2,000~40,000g/mol, 다분산도 2~15인 것이 바람직하며, 친수성 용매는 에탄올, 메탄올, 프로필 알코올, 아세톤, 에틸렌글리콜, 솔비톨 등으로 수불용성 고분자로 용해할 수 있는 용매를 사용할 수 있다. α-리포산은 캡슐조성물 총 중량에 대하여 0.5~20.0 중량%의 양으로 함유되는 것이 바람직하다. 0.5 중량% 미만으로 함유될 경우 안정화될 수 있는 α-리포산 양이 적고, 20.0 중량% 초과할 경우 캡슐화되지 않은 α-리포산이 과량 잔존하여 안정화시키기 어려운 문제가 있다.
본 발명에서, 수용액화에 사용되는 친수성 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에틸렌글리콜 등으로 물과 혼합 가능한 용매를 사용할 수 있다. 제형화에 필요한 염기성 물질로는 무기염기에는 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 중조수용액, 소다회수 용액이, 유기염기로는 암모니아, 트리부칠아민, 에틸아미노 알코올이 바람직하다.
본 발명에 의한 사료 조성물은 α-리포산 함유하여 육계의 생산성 향상, 건강 유지, 면역 조절, 항산화 효과 및 계육 저장 안정성 증진 등 다양한 효과가 있으며, 항생제 대체물질로서의 사용이 가능하다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예
1. 사료 조성물의 제조
1-1. α-리포산 분말조성물의 제조
α-리포산의 취급용이성 및 사료안정성 증진을 위해 고상화 공정을 이용하여 α-리포산 분말조성물을 제조하였다. α-리포산을 아세톤에 용해하고, 상기 용액을 분사기로 탈지강에 α-리포산 0.5~20.0중량%를 함유되도록 골고루 분산시킨 후 교반기를 이용하여 30분간 1,000~1,500rpm으로 혼합하였다. 60℃ 저압조건(100mHg)에서 수분 및 아세톤을 완전히 증발시켜 0.5~20.0 중량%의 α-리포산 분말조성물을 제조하였다.
1-2. α-리포산 캡슐조성물의 제조
α-리포산의 생체이용성 증진을 목적으로 캡슐화 공정을 통해 α-리포산 캡슐조성물을 제조하였다. α-리포산을 0.5~20.0 중량%로 물, 알코올 등의 친수성 용매에 넣고 용해하였으며, 자체 유화특성이 있는 1종 이상의 수불용성 고분자(폴리에스테르 수지 또는 스티런계 공중합체 수지, 유리전이온도: 40~90℃, 수평균 분자량: 2,000~40,000g/mol, 다분산도:2~15) 역시 0.5~20.0중량%로 친수성 용매와 혼합한 후 용해하였다. 상기 수불용성 고분자의 경우 필요에 따라 가온하였으며 용해 후에는 온도를 낮추었다. 상기의 혼합액들을 혼합한 후 서서히 교반하여 캡슐을 제조하였다. α-리포산 캡슐이 제조되면 60℃ 저압조건(100mHg)에서 유기용매를 제거하였다.
1-3.
α-리포산 수용액의 제조
물에 용해되지 않는 α-리포산의 음수 내 혼합 급여를 위하여 상기의 친수성 용매 또는 염기성 수용액을 이용하여 수용액화하였다. 수용액 내 α-리포산의 함량은 0.5~20.0 중량%가 되게 하였다.
실시예
2. α-리포산 함유 사료조성물의 투여
상기 α-리포산 함유 사료조성물의 투여 효과를 조사하기 위하여 1일령 육계 병아리를 대상으로 5주간 사양시험을 실시하였다. 그 조성은 하기 표 1과 같다. 모든 실시예에는 성장촉진용 항생제 및 항콕시듐제를 첨가하지 않았다.
| 구 분 | 항생제 | 처리내용 |
| 비교예 1 | × | - |
| 비교예 2 | ○ | 항생제(아빌라마이신 10ppm+살리노마이신 60ppm) 첨가 사료 |
| 실시예 1 | × | α-리포산 분말조성물 0.05중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 7.5ppm 함유) |
| 실시예 2 | × | α-리포산 분말조성물 0.10중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 15ppm 함유) |
| 실시예 3 | × | α-리포산 분말조성물 0.50중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 75ppm 함유) |
| 실시예 4 | × | α-리포산 분말조성물 1.00중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 150ppm 함유) |
| 실시예 5 | × | α-리포산 캡슐조성물 0.05중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 7.5ppm 함유) |
| 실시예 6 | × | α-리포산 캡슐조성물 0.10중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 15ppm 함유) |
| 실시예 7 | × | α-리포산 캡슐조성물 0.50중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 75ppm 함유) |
| 실시예 8 | × | α-리포산 캡슐조성물 1.00중량% 첨가 사료(사료 중 α-리포산 150ppm 함유) |
실시예
3. α-리포산 함유 사료조성물의 투여 결과
3-1. 체중의 증가
모든 실시예에서 비교예 1에 비해 5주 종료체중 및 증체량이 3.5~7.4% 가량 증가하였으며, 특히 실시예 4, 5, 6, 7, 8의 경우 증체량이 1,568~1,580g으로 항생제 첨가구인 비교예 2(1,550g)보다 1.2~2.0% 가량 높은 결과를 나타냈다. 이를 통해 본 발명에 따른 α-리포산 함유 사료조성물이 생산성 개선 효과가 우수하고, 사료 섭취량에는 부정적인 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다(표 2).
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | SEM | |
| 개시체중(g) | 39.0 | 38.3 | 38.3 | 38.3 | 38.3 | 38.7 | 38.3 | 38.3 | 38.7 | 38.3 | 0.01 |
| 종료체중(g) | 1,506 | 1,588 | 1,560 | 1,578 | 1,565 | 1,612 | 1,607 | 1,607 | 1,618 | 1,606 | 15.87 |
| 증체량(g) | 1,466 | 1,550 | 1,522 | 1,539 | 1,527 | 1,573 | 1,568 | 1,568 | 1,580 | 1,577 | 15.86 |
| 사료섭취량(g) | 2,508 | 2,571 | 2,647 | 2,635 | 2,629 | 2,682 | 2,677 | 2,623 | 2,642 | 2,673 | 22.45 |
| 사료요구율 | 1.71 | 1.66 | 1.68 | 1.71 | 1.72 | 1.71 | 1.71 | 1.67 | 1.67 | 1.72 | 0.02 |
3-2. 혈액 내 대사물 비교
간 및 신장의 손상 여부를 나타내고 신규 사료첨가제의 독성 여부를 판단할 수 있는 지표로 이용되는 요소질소, 크레아티닌, 총단백질, 알부민, 글로불린 및 AST를 조사한 결과, 실시예에 있어서 비교예에 비해 요소질소, 총단백질, 알부민, 글로불린 및 AST가 감소하고 영양소 결핍, 염증성 질환 여부를 판단하는 지표인 알부민/글로불린 비율이 증가하였다. 이를 통해 α-리포산 함유 사료조성물이 항산화, 항염증 작용을 통해 세포 및 조직의 손상을 감소시키는 한편 생체면역반응을 조절하고 가축에 독성이나 부작용 역시 나타내지 않아 사료첨가제로서 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다(표 3).
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | SEM | |
| 요소질소 (mg/dL) |
0.25 | 0.19 | 0.20 | 0.19 | 0.24 | 0.25 | 0.14 | 0.10 | 0.09 | 0.13 | 0.01 |
| 크레아티닌 (mg/dL) |
2.28 | 2.35 | 2.34 | 1.95 | 2.84 | 1.79 | 2.45 | 2.43 | 2.10 | 2.56 | 0.09 |
| 총단백 질(mg/dL) |
3.76 | 3.58 | 3.05 | 3.25 | 3.43 | 3.26 | 3.51 | 3.08 | 3.04 | 3.51 | 0.03 |
| 알부민 (mg/dL) |
1.81 | 1.78 | 1.53 | 1.54 | 1.69 | 1.61 | 1.78 | 1.63 | 1.54 | 1.73 | 0.01 |
| 글로불린 (mg/dL) |
1.95 | 1.80 | 1.53 | 1.41 | 1.74 | 1.65 | 1.73 | 1.45 | 1.50 | 1.79 | 0.02 |
| 알부민/글로불린 | 0.94 | 0.98 | 1.02 | 1.10 | 0.99 | 0.99 | 1.01 | 1.15 | 1.05 | 0.99 | 0.01 |
| AST(U/L) | 292.6 | 268.5 | 241.2 | 214.3 | 245.7 | 242.3 | 230.9 | 241.4 | 221.2 | 225.6 | 2.44 |
3-3. 혈액의
ND
,
IB
의
항체역가
변화
육계 4주령에 뉴캣슬병(ND, Newcastle Disease), 전염성 기관지염(IB, Avian Infectious Bronchitis) 혼합 백신을 접종한 후, 기간 경과에 따른 혈액 내 항체역가 변화를 비교하였다(표 4). 비교예 1, 2에 비해 실시예에 있어 높은 항체역가가 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | SEM | |
| ND 항체역가(log10) | |||||||||||
| 0일 | 2.50 | 1.88 | 1.25 | 0.75 | 0.63 | 1.88 | 0.13 | 0.50 | 1.38 | 1.50 | 0.17 |
| 7일 | 2.38 | 2.75 | 3.38 | 2.75 | 2.00 | 2.50 | 4.25 | 4.25 | 2.50 | 3.13 | 0.31 |
| 14일 | 5.50 | 5.50 | 6.75 | 5.75 | 7.50 | 6.25 | 7.75 | 5.88 | 7.00 | 7.88 | 0.35 |
| IB 항체역가(log10) | |||||||||||
| 0일 | 0.00 | 0.00 | 0.75 | 0.50 | 0.38 | 0.63 | 0.50 | 0.50 | 1.38 | 0.13 | 0.08 |
| 7일 | 0.50 | 1.25 | 1.25 | 1.13 | 1.25 | 1.38 | 1.75 | 1.63 | 1.88 | 1.13 | 0.11 |
| 14일 | 0.75 | 1.13 | 1.50 | 1.00 | 1.25 | 2.25 | 1.63 | 1.88 | 3.63 | 1.38 | 0.11 |
3-4. 혈액 내 항산화 및 스트레스 관련 인자 비교
혈액 총항산화 활성은 모든 실시예가 비교예에 비해 높은 활성을 보였으며 α-리포산 함유 사료조성물의 첨가수준이 증가할수록 총항산화 활성 역시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 산화적 스트레스 및 유리기에 의해 생성되어 지질 흡수 및 건강을 저해하는 지질과산화물 역시 실시예가 비교예 1과 2에 비해 낮은 결과를 보였다. 혈액 내 항산화 관련 인자를 조사한 결과, α-리포산 함유 사료조성물이 강력한 항산화 활성을 발휘하여 혈액 내 항산화 활성을 높이고 지질 과산화를 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 스트레스 호르몬인 코티졸 함량을 분석한 결과, 비교예 1에 비해 모든 실시예에서 감소하는 결과를 확인할 수 있었다. 스트레스, 질병 감염, 염증 반응시 다량 분비되는 코티졸은 기초 대사율, 단백질 합성 및 분해, 면역반응, 체내항상성 등에 영향을 미쳐 가축 건강은 물론 장기적으로 생산성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. α-리포산 함유 사료조성물은 항생제와 유사하게 혈액 내 코티졸 함량을 낮추어 가축 건강은 물론 생산성에 긍정적인 영향을 미친다는 것과 스트레스 제어 효과가 있음을 확인할 수 있었다(표 5).
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | SEM | |
| 총항산화활성 (mM TEAC/mL) |
38.97 | 38.85 | 40.21 | 39.04 | 40.04 | 40.35 | 39.61 | 39.81 | 40.74 | 41.56 | 0.40 |
| 지질과산화물 (μg/mL) |
0.13 | 0.13 | 0.14 | 0.12 | 0.10 | 0.12 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.01 |
| 코티졸 (ng/mL) |
11.64 | 3.02 | 6.80 | 7.35 | 7.07 | 7.40 | 6.95 | 7.36 | 5.96 | 5.33 | 0.43 |
3-5. 계육 저장의 안정성
저장 기간에 따른 계육의 지질 산화 및 단백질 변성 여부를 비교하였다. 저장기간이 경과함에 따라 지질과산화물 및 휘발성염기태질소가 증가하였으며, 모든 실시예에서 저장 기간 경과에 따른 지질과산화물과 휘발성염기태질소의 증가를 감소시켰다. 본 시험 결과를 통해 본 발명에 따른 α-리포산 함유 사료조성물 계육 저장에 따른 품질 저하를 감소시켜 소비자에게 보다 우수하고 안전한 품질의 계육을 제공할 수 있음이 확인되었다(표 6).
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 | SEM | |
| 지질과산화물 (μg/g) |
|||||||||||
| 5일 | 0.40 | 0.41 | 0.39 | 0.34 | 0.36 | 0.41 | 0.42 | 0.37 | 0.30 | 0.32 | 0.01 |
| 10일 | 0.58 | 0.65 | 0.58 | 0.53 | 0.51 | 0.52 | 0.46 | 0.45 | 0.38 | 0.39 | 0.01 |
| 휘발성염기태질소 (mg%) |
|||||||||||
| 5일 | 6.84 | 6.72 | 5.60 | 5.48 | 5.60 | 5.38 | 6.28 | 4.26 | 4.71 | 4.63 | 0.37 |
| 10일 | 8.96 | 9.86 | 8.07 | 6.72 | 6.72 | 6.28 | 7.17 | 6.28 | 6.28 | 5.83 | 0.43 |
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (2)
- 사료 조성물 총 중량 대비 0.05 중량%의 α-리포산을 포함하는, 코티졸 함량을 감소시켜 스트레스를 방지하기 위한 사료 조성물.
- 제 1항에 있어서,
사료 조성물의 대상이 닭, 오리, 거위, 꿩, 돼지, 소, 염소, 개 및 고양이인 것을 특징으로 하는, 코티졸 함량을 감소시켜 스트레스를 방지하기 위한 사료 조성물.
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-
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