KR101588163B1 - 가축 사료의 외관개선 및 사료 이용 효율 향상을 위한 펠렛코팅 오일복합제 및 이의 사료 코팅 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화이트 미네랄오일과 식물성 오일을 유효성분으로 포함하는 펠렛 코팅용 조성물 및 그 용도에 관한 것으로, 본 발명은 가축 생리활성을 향상시켜 사료 이용성을 증진시키는데 효과를 가진다.

Description

가축 사료의 외관개선 및 사료 이용 효율 향상을 위한 펠렛코팅 오일복합제 및 이의 사료 코팅 용도{A Coating Oil Complex for the Improvement of feed appearance and utilization efficiency and its use for animal feed coating}

본 발명은 화이트 미네랄오일과 식물성 오일을 유효성분으로 포함하는 펠렛 코팅용 조성물 및 그 용도에 관한 것으로, 본 발명은 가축 생리활성을 향상시켜 사료 이용성을 증진시키는데 효과를 가진다.

사료제조 공장에서 원료사료들을 혼합하여 배합사료를 제조하는 과정에 원료사료들 간의 마찰 혹은 공정과정에서 기계와의 마찰로 인해 상당히 많은 분진이 발생한다. 분진의 발생은 원료사료의 손실을 초래하여 생산비 상승의 원인이 된다. 또한 이러한 분진은 다양한 민원발생의 구실이 되고 화제의 원인이 될 수 있다고 보고된 바 있다. 따라서 사료표면의 마찰력 감소는 위와 같은 여러 가지 문제를 해결할 수 있는 중요한 물리적 요인으로 구분된다.

일반적으로 사료공장에서는 사료의 색과 기호성 향상을 위하여 마지막 공정과정에서 당밀을 펠렛사료에 도포하는 경우가 많다. 당밀은 설탕 제조 과정에서 생산된 부산물로 환원당 함량이 높고 달콤한 향으로 인하여 가축에 대한 기호성이 매우 우수하다. 하지만 점도가 상당히 높아서 당밀이 도포된 사료의 경우 서로 들러붙는 현상이 빈번하게 일어난다. 포장된 사료내부에서 사료들의 엉겨 붙는 현상은 제품의 품질 저하 및 자동 급이 시설을 이용한 사료 급여 과정에서 다양한 문제들을 야기 시킬 수 있다. 따라서 이러한 점성문제의 해결은 사료 외형 개선 및 소비자들의 사용 편리성에 있어 매우 중요하다.

이러한 물리적 특성과 함께, 생물학적 특성도 매우 중요하다. 최근 축산업에서 항생제의 사용이 전면적으로 금지되고 있고, 소비자들도 항생제를 사용하지 않은 유기 축산물에 대한 관심이 매우 높은 실정이다.

항생제를 대체할 수 있는 천연물질로서 식물추출물이 널리 알려져 있다. 식물추출물에 함유된 다양한 페놀계 화합물들은 항균활성, 항산화활성 및 면역증강 효과 등을 통하여 기존에 가축 생산성 향상을 위해 사용되어 오던 항생제의 대체 효과가 우수하다.

반추위에서 발생하는 메탄은 영양소 분해과정에서 발생하는 수소를 제거하기 위한 방법이다. 이러한 메탄 생성과정을 통하여 반추위내 수소의 축적을 억제하고 이를 통하여 반추위내 pH가 급격하게 저하되는 것을 방지하게 된다. 그러나 이러한 수소들은 메탄 외에 지방산의 수소첨가, 프로피온산의 생성 등 다양한 대사경로로 이용될 수 있다. 반추위내 메탄 생성은 사료 에너지 손실과 지구 온난화 문제 측면에서 중요한 이슈가 되어왔다. 반추위에서 생성되는 메탄은 높은 에너지를 갖고 있는 물질로서 사료의 총에너지의 상당부분을 사용한다. 즉 반추위내 메탄생성은 사료에너지의 손실이라고 볼 수 있다. 실제로 모넨신과 같은 아이오노포어 계열 항생제들은 반추위내 메탄 생성을 억제하여 사료 에너지의 손실을 최소화함으로서 축우의 생산성을 향상시키는 효과를 가지고 있다. 지구 환경적 측면에서 메탄은 이산화탄소에 20배에 해당하는 온실가스로 알려져 있다. 특히, 농업분야에서 메탄 발생의 약 16%가 반추가축의 장내 발효에서 배출되는 것으로 알려져 있다. 최근 해수면 상승 등 다양한 환경문제들이 지구 온난화로 인해 발생함으로서 세계적으로 온실가스 배출을 억제하는 노력이 기울여지고 있고, 향후 축산물에서 탄소세와 같은 경제적 제제가 이루어질 전망이다. 이에 효율적인 반추위 메탄 저감 물질의 개발은 환경적 측면과 생산성 향상 측면에서 매우 중요한 과제이다.

[선행 특허 문헌]

대한민국 특허공개번호 제10-2011-0005629호

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 반추위내 메탄저감 및 에너지 생성 효율을 극대화시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 화이트 미네랄오일과 식물성 오일을 유효성분으로 포함하는 펠렛 코팅용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물에서 상기 화이트 미네랄오일과 식물성 오일은 7;3의 비율로 혼합된 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 식물성 오일은 대두유, 팜유, 옥수수유, 올리브오일, 코코넛 오일, 포도씨 오닐, 피마자 오일, 호호바 오일, 동백 오일, 해바라기씨 오일, 살구씨 오일, 미강유, 홍화씨유, 달맞이꽃 종자 오일, 및 채종유로 구성된 오일로부터 선택된 오일인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 조성물에 기호성 증진을 위한 향미제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 향미제에는 사과향, 바닐라향, 건초향, 버터향, 바닐라버터향으로 구성된 군으로부터 선택된 향미제인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 조성물은 식물추출물을 추가적으로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 식물 추출물은 비단푼, 산조인, 작약, 선학초, 사상자, 쑥, 회향, 땅빈대, 민들레, 인진쑥, 여주 및 울금으로 구성된 군으로부터 선택된 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또 본 발명은 사료에 화이트 미네랄오일과 식물성 오일을 처리하여 사료 펠렛을 코팅하는 방법을 제공한다.

본 발명은 사료의 화이트 미네랄 오일, 식물성유, 향 에센샬 오일, 식물 추출물을 혼합한 사료의 외관을 포함한 물리적 특성을 향상시키고, 기호성을 증진시키며, 축우의 생산성 향상에 탁월한 효과가 있다.

도 1은 당밀코팅 스크류콘베어의 구조와 당밀분사장치 및 펠렛코팅혼합오일 분사장치의 형태
도 2는 펠렛코팅혼합오일의 분사가 당밀 코팅 임펠러 상태에 미치는 효과
도 3은 손을 이용한 펠렛사료의 부착성 평가 결과
도 4는 사료코팅혼합오일의 분사가 펠렛 사료 표면 외관 상태에 미치는 영향
도 5는 사료코팅 혼합오일의 분사가 가축 기호성에 미치는 영향 시험 사진

이하 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.

실시예 1: 펠렛코팅혼합오일 복합제의 가축 사료 제조 공정 및 외형 품질 개선효과

1) 펠렛코팅혼합오일의 제조

펠렛코팅혼합오일은 화이트 미네랄오일(SigmaAldrich, USA, CAS No: 8042-47-5)과 식물성오일을 7:3(w/w)의 비율로 혼합하여 제조하였다. 식물성 오일로는 대두유와 팜유를 단독으로 사용하거나 1:1(w/w)의 비율로 혼합하여 사용하였다. 대두유는 별도의 가온 없이 60 rpm의 속도로 교반하며 혼합하였다. 팜유를 적용시킬 경우, 약 40℃로 가온한 상태에서 60 rpm의 속도로 교반하며 혼합하였다.

상기 펠렛코팅혼합오일의 기능성 향상을 위하여 바닐라향, 건초향, 사과향 등의 향 에센셜오일을 약 0.1% (v/v)의 비율로 혼합하여 제조하였다.

2) 펠렛코팅 혼합오일 분사

시간당 20톤의 사료가 이송되는 당밀코팅 스크류콘베어(도면 1)에 펠렛코팅혼합오일 복합제 분사 장치를 설치하고 펠렛코팅혼합오일이 분당 330g 정도 분사되도록 하였다.

30분 동안 당밀코팅 스크류콘베어를 가동시키면서 당밀은 관행대로 분사되도록 하였으며, 이때 펠렛코팅혼합오일 복합제를 분사하지 않은 대조구와 분사한 처리구가 구분되도록 하였다.

3) 스크류콘베어 임펠라에 대한 사료의 부착성

당밀코팅 스크류콘베어를 각각 대조구와 처리구별로 가동한 후에 가동을 멈춘 상태에서 스크류콘베어 내부 임펠라에 부착된 사료의 정도를 평가하였다.

4) 펠렛사료의 부착성 및 응집성 개선 효과 평가

사료의 부착정 및 응집성 개선효과는 스크류콘베어 내부 임펠라에 부착된 사료의 양과 일부 사료를 채취한 후에 손으로 쥔 후에 다시 손바닥을 펼쳤을 때 손에 부착된 사료의 양으로 평가하였다.

상기 결과는 하기와 같다.

1) 스크류콘베어 임펠라에 대한 사료의 부착성

평가 결과는 도면 2에서 보는 것과 같다. 펠렛코팅혼합오일을 분사하지 않은 대조구의 경우, 스크류콘베어 내부 임펠라에 상당히 많은 사료가 부착된 것을 확인할 수 있었다. 반면 펠렛코팅혼합오일을 분사한 처리구에서는 상대적으로 깨끗한 임펠라 상태를 관찰할 수 있었다. 스크류콘베어 내부 임펠라에 사료가 부착되는 현상은 원활한 교반 및 혼합에 지장을 초래하며, 더 나아가 사료원료 손실의 원인이 된다. 따라서 본 개발 기술인 펠렛코팅혼합오일의 분사를 통하여 공정 효율성 향상과 원료 손실 절감의 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

2) 펠렛사료의 부착성 및 응집성 개선 효과 평가

대조구와 처리구에 대한 당밀코팅 스크류콘베어 가동을 마친 후에 생산된 사료 50g 을 시험에 사용하였다.채취된 시험사료를 손으로 힘을 주어 약 5초간 쥐어주고, 이후 손을 펼쳐 손바닥이 아래를 향하도록 하였다.손바닥을 아래로 향하면 대부분의 사료들이 밑으로 떨어지지만 점성이 있는 사료의 경우 손바닥에 부착된다.

대조구와 처리구의 시험결과는 도면 3에서 보는 것과 같다. 대조구의 경우, 5 ~ 7 g의 사료가 손바닥에 부착되어 있었으며, 부착된 사료는 처음 시험에 사용한 사료의 10~15% 정도였다. 반면에 펠렛코팅혼합오일을 분사한 처리구의 경우, 손바닥에 부착된 사료가 전혀 없음을 확인하였다. 펠렛사료의 점성은 펠렛사료들이 서로 부착되는 케이킹현상과 연관이 있다. 사료의 케이킹현상은 원활한 사료의 이송에 문제를 발생시키고, 그 외에 다양한 문제들을 일으킬 수 있다. 따라서 케이킹 문제 해결은 사료 생산 공정 향상에 큰 도움을 준다.

3) 사료의 외관 평가

각각 대조구와 처리구에서 생산된 사료들의 외관적 형태를 비교하였고, 그 결과는 도면 4에서 보는 것과 같다. 사료 표면의 점성으로 인해 사료 가공 중에 발생된 분진들이 많이 부착되어, 먼지가 많은 사료와 같은 외관을 나타낸 반면, 처리구의 경우 매우 매끄러운 표면을 나타내었다. 또한 당밀의 갈색 색상을 더욱 선명하게 나타내고 있음을 알 수 있었다.

실시예 2:사료코팅 혼합오일의 분사가 가축 기호성에 미치는 영향

펠렛코팅혼합오일은 사과향, 바닐라향, 건초향, 버터향, 바닐라버터향의 다양한 기호성 증진용 향미제를 포함하고 있다. 이에 펠렛코팅혼합오일의 분사가 사료의 기호성에 미치는 효과를 조사하였다.

상기 실시예 1에서 얻어진 대조구와 처리구(펠렛코팅혼합오일 분사 사료) 사료를 한우 비육우 우사의 사료 통에 각각 1 kg 씩 넣고 10분 동안 사료 섭취형태를 관찰하였다. 기호성 평가는 비육우 4마리를 공시하여 수행하였다.

상기 실시예의 결과는 하기와 같다.

기호성 평가 시험 결과는 도면 5과 표 1에서 보는 것과 같다. 펠렛코팅혼합오일이 분사되지 않은 대조구의 경우, 사료 섭취가 거의 일어나지 않았으며, 반면에 펠렛코팅오일을 분사한 처리구의 경우, 거의 모든 시험사료를 섭취한 것으로 나타났다. 대조구의 낮은 섭취량은 처리구의 강한 기호성에 기인한 것을 판단된다. 대조구와 처리구의 사료 잔량 비교 분석결과 처리구가 높은 유의성으로 대조구보다 낮은 사료 잔량을 나타내었다(표 1).

	대조구	처리구	P value
사료잔량, g	910±5.8	150±10.2	<0.001

표 1은 사료코팅혼합오일 코팅 사료이 가축 기호성에 미치는 영향에 대한 표이다.

실시예 3: 사료코팅혼합오일 복합제 첨가 수준에 따른 반추위 메탄 저감 효과

1) 시험동물

공시축은 전라북도 김제 소재의 농장에서 반추위에 캐눌라가 장착된 거세우 2 두(체중 400 kg ± 30 kg)를 공시하여 in vitro 시험용 위액을 채취하였다. 사양관리는 농장 관행에 따라서, 사료 급여량은 건물 기준으로 볏짚 4 kg 과 시판중인 비육전기 배합사료 4 kg 을 1일 2회(오전 09:00 및 오후 17:00) 급여하였으며 물과 미네랄 블록은 자유 급여하였다.

2) 시험사료의 준비

반추위 발효를 위한 기질로 오차드그라스와 시판되는 비육전기 배합사료를 각각 1 mm screen이 부착된 cutter mill (MF10.1, IKA, Staufen, Germany)로 분쇄하였고, 미세한 가루는 제거하였다. 시험사료는 분쇄된 오차드그라스와 비육전기 배합사료를 3:7비율로 혼합하여 시험에 사용하였다. 시험구로 대조구는 펠렛코팅혼합오일을 분사하지 않은 배합사료를 사용하였으며, 처리구에는 각각 펠렛코팅혼합오일을 배합사료에 0.03% (v/w), 0.5% 그리고 1%로 분사하였다.

3) 반추위액의 준비

반추위액은 캐뉼라가 장착된 반추위에서 채취하였고, 4겹의 거즈에 걸러서 보온용기에 담아 이동하였다. 시험 전 반추위액의 사료입자를 제거하기 위해서 2겹의 거즈로 다시 걸러내었다. 반추위액을 McDougall's buffer와 1:4 비율로 희석하여 CO₂를 분사하여 혐기상태로 만들고, Tilley 와 Terry (1963, Grass and forage science 18(2):104-111)의 방법에 따라 3반복으로 시험을 수행하였다.

4) 반추위 pH의 변화 측정

반추위 pH는 배양이 종료된 시험병의 반추위액을 50 mL의 tube로 옮겨서 pH meter (S20 Seven Eazy^TM, Mettler-Toledo)를 이용하여 0, 12 및 24 각 배양 종료 시간대 별로 측정하였다.

5) 총 가스 발생량, 메탄 및 수소 측정

총 가스 발생량을 0, 12 및 24 각 배양 종료 시간 대 별로 발생 가스량을 측정하였다. 반추위 바효 가스 발생량은 100 mL 용량의 유리주사기를 이용하여 측정하였고, 주사기 안의 가스들은 가스팩에 포집하였다. 포집한 가스는 Carboxen^TM, fused silica capillary column (0.53 mm I.d. × 30 m length, SUPELCO, USA)가 장착되고, 조건이 oven 100℃, injector 150℃ 및 TCD 150℃로 설정되어 있는 gas chromatography (HP7890, Agilant, CA. USA)를 이용하여 분석하였다.

6) 암모니아(NH₃-N) 측정

반추위액 내 암모니아(NH₃-N) 함량은 Chaney와 Marbach (1962, Clinical chemistry 8(2):130-132)의 방법에 따라 수행하였다. 반추위액을 4,000 rpm으로 원심 분리하여 상등액 20 에 phenol color reagent 1 mL와 alkali-hypochlorite reagent 1 mL를 완전히 혼합하는 전처리 과정을 수행하였다. 전처리한 시료는 37℃의 항온수조기에서 15 분간 반응 한 후 분광광도계 (Optizen UV2120, Mecasis, Korea)를 이용하여 630nm에서 흡광도를 측정하였다.

7) 휘발성 지방산(VFA) 농도 측정

반추위액 내 휘발성 지방산(VFA)은 Erwin 등(1961, Journal of Dairy Science 44(9):1768-1771)의 방법에 따라 수행하였다. 배양이 종료된 반추위액을 4,000 rpm 원심분리하여 상등액 1 mL에 25% metaphosphoric acid 200 를 첨가하여 30분 동안 정치 후 13,000 rpm에서 원심 분리하는 전처리 과정을 수행하였다. 전처리한 시료를 Nukol^TM, fused silica capillary column (0.25 mm I.d. × 0.25 μm film × 30 m length, SUPELCO, USA)가 장착된 gas chromatography (HP7890, Agilant, CA. USA)로 분석하였다. 조건은 각각 oven 180℃, 220℃의 injector와 200℃의 detector로 설정한 후 분석하였다.

8) 통계분석

본 시험의 자료는 SPSS program (version 18, IBM, NewYork, USA) 의 General linear model 을 이용하여 다중분석을 수행하였고, 유의적 차이는 Duncan's multiple comparison 방법으로 분석하였다.

상기 실시예의 결과는 하기와 같다.

1) 반추위 pH

전 배양 시간대 및 처리구별 in vitro 반추위 발효 pH는 6.7-7.2 범위 내에서 조사되었다. 일반적으로 반추가축이 사료 섭취 후 반추위 내 미생물에 의한 발효 활동에 적합한 pH의 범위는 5.8-7.2로 알려져 있다(Hiltner and Dehority, 1983, Applied and environmental microbiology 46(3):642-648). 펠렛코팅혼합 오일의 첨가에 따른 배양시간별 반추위 pH는 표 2과 같으며, 반추위 미생물 발효에 대한 부정적 효과는 없는 것으로 판단된다.

배양시간, h	대조구	펠렛코팅혼합오일 첨가구			SEM1)
		0.03%	0.5%	1%
0	7.22	7.22	7.22	7.20	0.003
12	6.70a	6.70a	6.70a	6.73b	0.004
24	6.67	6.71	6.68	6.69	0.007

표 2는 수준별 혼합오일 첨가에 의한 in vitro 반추위 발효 pH 변화

¹⁾ Standard error of the mean

^a,b,c Different superscript in same row means significantly different(p<0.05)

2) 가스발생량

총 가스 발생량은 전반적으로 펠렛코팅혼합오일의 첨가 수준이 높아질수록 낮게 나타났다. 표 3에서는 배양시간별 총 가스 발생량과 수소 및 메탄량을 나타내고 있다. 특히, 1% 첨가 수준에서 전체 배양시간대에 걸쳐 유의적으로 낮은 총 가스 발생량을 나타냈다. 메탄 생성량은 대조구와 비교 하였을 때 펠렛코팅혼합오일 첨가구에서 통계적으로 낮게 조사되었다(p<0.05). 혼합오일의 첨가량이 많아질수록 메탄생성량의 감소추세가 큰 것으로 보였으나, 혼합오일 첨가구 간의 통계적 유의성은 나타나지 않았다(p>0.05).

표 3. 수준별 혼합오일 첨가에 의한 in vitro 반추위 가스 발생량(mL)
배양시간, h	대조구	펠렛코팅혼합오일 첨가구			SEM1)
		0.03%	0.5%	1%
		total gas
12	58.33b	55.67a	56.67ab	55.66a	0.399
24	78.67b	78.67b	74.67a	73.33a	0.785
		H2
12	0.05a	0.06b	0.06b	0.05ab	0.002
24	0.06b	0.03a	0.05ab	0.05ab	0.004
		CH4
12	2.13	1.99	2.24	2.18	0.041
24	4.81b	4.29a	4.20a	4.11a	0.101
1) Standard error of the mean a,b,c Different superscript in same row means significantly different (p<0.05)

3) 암모니아태 질소

암모니아(NH₃-N)는 배양 12 시간 및 24 시간에서 모든 시험구에서 통계적 유의성이 관찰되지 않았다(p>0.05). 결과적으로 펠렛코팅혼합오일의 첨가로 인한 반추위 내 단백질 대사 작용에는 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다(표 4).

표 4. 수준별 혼합오일 첨가에 의한 in vitro 반추위 NH3-N 생성량(mg/100 mL)
배양시간, h	대조구	펠렛코팅혼합오일 첨가구			SEM1)
		0.03%	0.5%	1%
12	1.72	1.86	1.91	1.63	0.049
24	7.27	7.75	7.55	7.59	0.095
1) Standard error of the mean a,b,c Different superscript in same row means significantly different(p<0.05)

4) 휘발성 지방산

Sabine과 Johnson (1964, Journal of Biological Chemistry 239(1):89-93)에 의하면 휘발성 지방산은 미생물 발효로 생성되는 대사산물이며, 반추동물의 중요한 에너지원으로 알려져 있다. 펠렛코팅혼합오일 첨가가 반추위 발효 휘발성지방산 생성량에 미치는 효과는 표 5에서 보는 것과 같다. 배양 12 시간부터 배양 24 시간까지 시험구들에서 유사하게 조사된 acetate는 주로 섬유질 사료 분해에 의해 생성되는 것으로 알려져 있다. 이에 펠렛코팅혼합오일의 첨가는 acetate 생성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. Propionate는 근내지방합성의 전구물질로 알려져 있는데, 배양 24 시간에서 각 처리구별 propionate 생성량이 펠렛코팅혼합오일첨가량이 높아질수록 생성량이 수치적으로 증가하는 경향을 보였다. Watanabe 등(2010, Journal of dairy science 93(11):5258-5267)에서도 시험에서 식물성 오일 첨가를 통한 반추위 내부 환경 변화가 유의적인 메탄생성량 감소(p<0.05)와 propionate 생성량 증가(p<0.05)를 보였다고 보고하였다. 총 휘발성 지방산 생성량은 전체 배양시간에 걸쳐 시험구들간의 통계적 유의성이 나타나지 않았다(p>0.05). A/P ratio는 수치가 2.2 이상일 때 반추위 발효가 안정적이라고 할 수 있는데, 모든 시험구들의 A/P ratio 수치는 정상적인 범주 내에 포함되는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 실험결과에서는 반추가축이 에너지 전구체인 휘발성 지방산 생성량과 A/P ratio의 결과를 근거로 수준별 펠렛코팅혼합오일 첨가가 반추위 미생물 발효에 뚜렷한 부정적 영향을 주지 않는 것으로 예측할 수 있었다.

표 5. 수준별 펠렛코팅혼합 오일 첨가에 의한 in vitro 반추위 휘발성지방상 생성량(mM)
배양시간, h	대조구	펠렛코팅혼합오일 첨가 수준			SEM1)
		0.03%	0.5%	1%
		acetate
0	10.02a	10.30a	10.74b	10.96b	0.118
12	25.84	25.61	26.23	23.10	0.882
24	32.70	32.16	31.64	32.45	0.248
		propionate
0	2.39	2.68	2.61	2.66	0.064
12	10.59ab	9.63a	10.66ab	11.53b	0.307
24	12.34	11.93	11.24	12.11	0.260
		total VFA
0	15.44	16.67	16.73	17.06	0.277
12	46.27	43.54	43.40	45.29	0.948
24	56.90	55.85	55.33	57.97	0.621
		A/P ratio
0	4.20	3.90	4.11	4.13	0.077
12	2.45ab	2.67b	2.46ab	2.01a	0.102
24	2.65	2.70	2.83	2.69	0.050
1) Standard error of the mean a,b,c Different superscript in same row means significantly different(p<0.05)

실시예 4: 펠렛코팅혼합오일의 기능성 향상을 위한 식물추출물 혼합효과

본 실시예는 펠렛코팅혼합오일의 생리활성 향상을 목적으로 식물추출물을 혼합함에 있어 반추위 메탄 저감에 가장 큰 효과를 나타내는 식물추출물 선발에 관한 것이다.

1) 식물 추출물의 제조

본 실시예에서는 국화, 거피연자육, 모링가잎, 모링가열매, 산조인, 민들레, 야관문, 팔각회향, 씀바귀, 차전초, 치아씨앗, 회향, 선학초, 아니스오일, 작약, 사상자, 자소엽, 쑥, 박하, 인진쑥, 땅빈대, 울금, 비단풀, 여주 등을 추출물 제조용 식물로 사용하였다. 각 식물들을 칼날분쇄기(Philips, Netherland)를 이용하여 곱게 분쇄한 후 약 10배의 에탄올(각 식물 분말 10g에 에탄올 100 mL)을 가한 후에 150 rpm의 교반속도로 24시간 동안 추출하였다. 추출이 완료된 후에는 여과지(Whatman No 1)를 이용하여 고형물을 제거하고 여과액을 감압농축기(Rotary evaporator, EYELA, Japan)를 이용하여 농축하였다. 농축이 완료된 추출물은 다시 0.45 μm의 주사기 필터를 이용하여 여과한 후에 실험에 사용하였다. 산조인의 경우 농축후 층분리 현상이 나타났으며, 윗층을 산조인 1으로 아래층은 산조인 2로 구분하여 시험에 사용하였다.

준비된 각 식물추출물들은 펠렛코팅혼합오일에 0.01% (v/v) 수준으로 혼합한 후에 배합사료에 분사하였다.

2) In vitro 반추위 발효시험

서로 다른 식물추출물을 포함하는 펠렛코팅혼합오일이 반추위 발효에 미치는 영향은 in vitro 반추위 발효시험을 이용하여 분석하였다. 반추위 발효시험 방법은 실시예 3에서와 동일한 방법을 사용하였다. 실험설계에 있어서 식물추출물을 혼합하지 않은 펠렛코팅혼합오일을 분사한 사료를 대조구로 하였다.

3) 분석항목

분석항목으로 휘발성지방산 생성량, 가스발생량, 암모니아태 질소 그리고 메탄 생성량 등을 분석하였고, 각 분석항목들에 대한 방법은 실시예 3과 동일한 방법으로 진행하였다.

4) 통계분석

본 시험의 자료는 SPSS program (version 18, IBM, NewYork, USA) 의 General linear model 을 이용하여 다중분석을 수행하였고, 유의적 차이는 Duncan's multiple comparison 방법으로 분석하였다.

상기 실시예의 결과는 하기와 같다.

1) 휘발성 지방산 생성량

휘발성지방산은 반추동물의 주요 에너지원으로 근육생성 및 우유 생성에 있어 매우 중요하다. 각 추출물들을 포함하는 펠렛코팅혼합오일이 반추위내 휘발성 지방산 생성에 미치는 효과는 표 6에서 보는 것과 같다. 국화, 거피연자육, 모링가잎, 모링가열매 및 산조인 1 추출물은 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 그러나 민들레, 야관문, 팔각회향, 씀바귀, 차전초, 치아씨앗, 회향, 선학초, 아니스오일, 작약, 사상자, 자소엽, 쑥, 박하, 인진쑥, 땅빈대, 울금, 비단풀, 여주, 산조인2등의 추출물은 대조구보다 유의적으로 많은 휘발성 지방산 생성량을 나타내었다. 즉 상기 추출물들은 펠렛코팅혼합오일에 첨가하게되면 반추위내 미생물들의 활력을 향상시키고, 사료 영양소들의 분해효율을 증진시켜 보다 많은 휘발성 지방산을 생성하게 하는 것을 확인하였다. 이들 추출물들은 반추동물의 에너지 생성량을 증가시켜 궁극적으로 축우의 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

	휘발성 지방산 생성량(mM) 비교 집단군
	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k
국화	48.12
거피연자육	49.16	49.16
대조구	50.99	50.99	50.99
모링가잎		51.86	51.86	51.86
모링가열매		52.23	52.23	52.23	52.23
산조인1			52.96	52.96	52.96	52.96
민들레				54.76	54.76	54.76	54.76
야관문				54.99	54.99	54.99	54.99
팔각회향				55.04	55.04	55.04	55.04
씀바귀					55.59	55.59	55.59	55.59
차전초					55.63	55.63	55.63	55.63
치아씨앗					55.68	55.68	55.68	55.68
회향						56.14	56.14	56.14	56.14
선학초						56.15	56.15	56.15	56.15
아니스오일						56.45	56.45	56.45	56.45	56.45
작약							56.95	56.95	56.95	56.95
사상자							57.00	57.00	57.00	57.00
자소엽							57.58	57.58	57.58	57.58	57.58
쑥							57.85	57.85	57.85	57.85	57.85
박하							57.91	57.91	57.91	57.91	57.91
인진쑥							58.23	58.23	58.23	58.23	58.23
땅빈대								59.09	59.09	59.09	59.09
울금									59.64	59.64	59.64
비단풀										59.80	59.80
여주										60.08	60.08
산조인2											60.78
유의확률	0.081	0.071	0.249	0.072	0.057	0.058	0.066	0.062	0.059	0.050	0.080

표 6은 다양한 식물추출들을 포함하는 펠렛코팅혼합오일이 반추위 휘발성 지방산 생성량에 미치는 효과

2) 발효가스

각 추출물들을 포함하는 펠렛코팅혼합오일이 반추위내 발효가스 생성에 미치는 효과는 표 7에서 보는 것과 같다. 반추위내 발효가스는 주로 이산화탄소, 메탄 그리고 수소가스로 구성되어 있으며, 반추위 미생물들이 사료 영양소를 분해하는 과정에서 발생된다. 많은 영양소가 분해되면 될수록 발효가스는 많이 생성되면, 휘발성 지방산 생성량과 정(positive)의 상관관계를 갖고 있다. 그러나 발효가스는 반추위내 온도 상승과 관련이 있으며, 에너지 손실과도 연관이 있다. 따라서 휘발성 지방산 생성량에 변화가 없다면 발효가스는 적게 나올수록 가축 생산성 측면에서 바람직하다고 할 수 있다. 본 시험에서는 작약을 제외한 모든 추출물들이 대조구와 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 즉 통계적으로 작약을 제외한 모든 추출물들은 대조구와 같은 양의 발효가스를 생산하였다. 그러나 휘발성 지방산 생성량은 일부 추출물에서 대조구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 본 결과는 일부 식물추출물들은 에너지원인 휘발성 지방산을 좀더 많이 생성하면서 발효가스는 대조구와 유사하게 생성하여 에너지 효율측면에서 매우 우수하다고 할 수 있다.

	반추위 발효가스(mL) 비교 집단군
	a	b	c	d	e
작약	66.33
회향	68.33	68.33
팔각회향	68.67	68.67
선학초	69.33	69.33
아니스오일	69.33	69.33
산조인1	69.67	69.67	69.67
모링가잎	69.67	69.67	69.67
국화	70.00	70.00	70.00	70.00
치아씨앗	70.00	70.00	70.00	70.00
쑥		70.33	70.33	70.33
민들레		70.33	70.33	70.33
차전초		70.67	70.67	70.67
비단풀		71.33	71.33	71.33	71.33
인진쑥		71.67	71.67	71.67	71.67
대조구		72.00	72.00	72.00	72.00
거피연자육		72.00	72.00	72.00	72.00
씀바귀		72.00	72.00	72.00	72.00
야관문		72.00	72.00	72.00	72.00
사상자		72.00	72.00	72.00	72.00
산조인2		72.33	72.33	72.33	72.33
울금		72.33	72.33	72.33	72.33
자소엽		72.33	72.33	72.33	72.33
여주			73.67	73.67	73.67
모링가열매			73.67	73.67	73.67
땅빈대				74.00	74.00
박하					74.67
유의확률	0.062	0.052	0.051	0.050	0.099

표 7은 다양한 식물추출물 첨가 미네랄 오일이 반추위 발효가스 생성량에 미치는 효과

3) 메탄 발생량

반추위에서 발생하는 메탄은 반추위 미생물 안정에 있어 매우 필수적이다. 미생물들이 사료 영양소를 분해하는 동안에 많은 양의 수소가 발생하는데, 이 수소는 반추위내 pH 저하에 원인이 된다. 그리고 반추위내 미생물들은 주로 중성과 약산성 환경에서 잘 성장하고 pH가 5이하로 낮아지게되면 섬유소 분해가 멈추고 전체적인 미생물 활성이 급격하게 저하된다. 따라서 효율적인 수소의 제거를 통한 pH 안정화가 필요하다. 이러한 방법으로 소수가 탄소와 결합하여 메탄이 생성된다. 그러나 지나친 메탄의 생성은 사료에너지 손실과 연관되고 또한 지구온난화의 원인물질이기도 하다. 따라서 반추위내 발효 활력에 큰 지장이 없는 정도에서 메탄생성을 줄이는 것은 사료에너지의 보호 측면에서 매우 좋은 방법이라고 할 수 있다. 본 실시예에서는 다양한 식물추출물들을 펠렛코팅혼합오일에 첨가하였을 때에 반추위내 메탄생성 저감 효과를 조사하였고, 그 결과는 표 8에서 보는 것과 같다. 실시예 3과는 다르게 본 실시예에서는 휘발성 지방산 생성량 대비 메탄 생성량으로 상호 비교하였다. 그 결과 비단풀, 산조인2, 작약, 선학초, 사상자, 쑥, 회향, 땅빈대, 민들레, 산조인1, 인진쑥, 여주, 울금, 모링가잎 등의 추출물들이 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 메탄생성효율을 나타내었다. 실시예 3에서 펠렛코팅혼합오일이 메탄저감에 효과가 있는 것으로 확인하였다. 그리고 본 실시예에서는 식물추출물을 이용하여 펠렛코팅혼합오일의 메탄 저감 효과를 더욱 상승시킬 수 있는 것을 또한 확인하였다.

	총 휘발성 지방산 대비 메탄 생성량 (mL/M total VFA) 비교 집단군
	a	b	c	d	e	f	g	h
비단풀	75.43
산조인2	75.54	75.54
작약	77.34	77.34	77.34
선학초	77.71	77.71	77.71
사상자	78.64	78.64	78.64	78.64
쑥	79.36	79.36	79.36	79.36	79.36
회향	80.57	80.57	80.57	80.57	80.57
땅빈대	80.93	80.93	80.93	80.93	80.93
민들레	81.11	81.11	81.11	81.11	81.11
산조인1	81.37	81.37	81.37	81.37	81.37
인진쑥		82.46	82.46	82.46	82.46	82.46
여주			82.58	82.58	82.58	82.58
울금			83.26	83.26	83.26	83.26
모링가잎			83.55	83.55	83.55	83.55
차전초			83.87	83.87	83.87	83.87	83.87
아니스오일			83.87	83.87	83.87	83.87	83.87
박하			83.98	83.98	83.98	83.98	83.98
자소엽			84.17	84.17	84.17	84.17	84.17
팔각회향				85.17	85.17	85.17	85.17
모링가열매				85.57	85.57	85.57	85.57
치아씨앗					86.37	86.37	86.37
야관문						89.08	89.08
씀바귀						89.16	89.16
대조구							90.62	90.62
국화							90.68	90.68
거피연자육								96.16
유의확률	0.094	0.050	0.061	0.057	0.054	0.063	0.056	0.080

표 8은 다양한 식물추출물 첨가 미네랄 오일이 반추위 메탄 생성에 미치는 영향

4) 암모니아태 질소

반추위내 암모니아태 질소는 반추위 미생물들의 활력과 단백질 분해정도를 알 수 있는 지표이다. 암모니아태 질소가 낮게 나타나면, 미생물들의 질소 이용효율이 높아지거나 미생물들 자체의 활성이 높아서 질소 이용효율이 높아진 것으로 판단할 수 있다. 또한 암모니아태 질소가 높게 나타나면 사료 단백질의 분해가 많이 일어난 것으로 판단할 수 있다. 대부분의 처리구들에서 대조구에 비하여 높은 암모니아태 질소를 나타내었고, 유의적인 차이도 관찰되었다. 비록 통계적인 유의성은 나타났으나, 수치적으로 매우 높지 않기 때문에 모두 정상적인 암모니아태 질소 수준으로 미생물의 활력저하 및 과도한 단백질 분해 현상은 없는 것으로 판단되었다. 즉 본 실시예에서 사용된 식물추출물들은 반추위내 단백질 대사에 부정적인 효과가 없는 것으로 판단되었다.

	암모니아태 질소(mg/100 mL) 비교 집단군
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
씀바귀	2.73
야관문		3.07
모링가잎			3.30
민들레			3.30
작약			3.31
박하			3.35	3.35
대조구			3.37	3.37
모링가열매			3.37	3.37
쑥			3.38	3.38
산조인2			3.39	3.39	3.39
사상자			3.41	3.41	3.41
선학초			3.41	3.41	3.41
거피연자육			3.45	3.45	3.45	3.45
자소엽				3.50	3.50	3.50	3.50
여주					3.57	3.57	3.57	3.57
인진쑥						3.59	3.59	3.59
회향						3.60	3.60	3.60
국화						3.62	3.62	3.62
울금							3.63	3.63
아니스오일							3.65	3.65	3.65
땅빈대							3.67	3.67	3.67
치아씨앗								3.71	3.71
팔각회향								3.71	3.71
비단풀								3.72	3.72
산조인1								3.74	3.74
차전초									3.81
유의확률	1.000	1.000	0.109	0.113	0.052	0.057	0.058	0.069	0.071

표 9는 다양한 식물추출물 첨가 미네랄 오일이 반추위 암모니아태 질소 생성량에 미치는 영향

실시예 4를 통하여 반추위내 휘발성지방산 생성량을 향상시키고 메탄생성은 억제하는 특징을 가진 식물추출물로 비단푼, 산조인(하층), 작약, 선학초, 사상자, 쑥, 회향, 땅빈대, 민들레, 인진쑥, 여주 및 울금을 선발할 수 있었다.

Claims (10)

1. 화이트 미네랄오일과 식물성 오일을 유효성분으로 포함하고, 비단풀 추출물 또는 산조인 에탄올 추출 및 농축 후 층분리 현상이 나타난 아래층 추출물을 유효성분으로 포함하는 펠렛 코팅용 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조성물에서 상기 화이트 미네랄오일과 식물성 오일은 중량비 7:3의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 펠렛 코팅용 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 식물성 오일은 대두유, 팜유, 옥수수유, 올리브오일, 코코넛 오일, 포도씨 오닐, 피마자 오일, 호호바 오일, 동백 오일, 해바라기씨 오일, 살구씨 오일, 미강유, 홍화씨유, 달맞이꽃 종자 오일, 및 채종유로 구성된 오일로부터 선택된 오일인 것을 특징으로 하는 펠렛 코팅용 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 가축 기호성 향상을 위해 향미제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 펠렛 코팅용 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 가축 반추위에서 발생하는 메탄 가스 저감 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 펠렛 코팅용 조성물.
   
   
   
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