KR102095967B1 - 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저분자 저밀도 이온화 미네랄 복합체의 기능성 성분을 포함하여 동식물의 항산화, 면역력 증진 및 건강한 성장을 촉진시킬 수 있는, 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법{Method for Incubating Functional Microalgae for Immune Management and Nutrition Management of Livestock and their products, Fermented Medicinal Herb Ionized Mineral Composition Using it, and Method for manufacturing thereof}
본 발명은 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저분자 저밀도 이온화 미네랄 복합체의 기능성 성분을 포함하여 동식물의 항산화, 면역력 증진 및 건강한 성장을 촉진시킬 수 있는, 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
아스타잔틴(astaxanthin)은 베타-카로틴(beta-carotene)의 양쪽의 벤젠고리에 하이드록실기와 케톤기가 부가되어 있는 3,3'-dihydroxy-ß,ß-carotene-4,4'-dione으로서 카로티노이드(carotenoid)의 일종이며, 연어, 송어 등 어류와 새우, 게 등 갑각류에서 발견되는 주홍색 색소이다.
아스타잔틴(astaxanthin)의 상업적 생산은 현재까지 주로 화학합성에 의존해 왔으나, 소비자의 천연물에 대한 욕구와 법적 규제로 인하여 미생물에 의한 생산법이 점차 각광을 받고 있다. 아스타잔틴(astaxanthin)의 생합성은 미생물에서만 발견되며 산업적 생산이 가능한 미생물 시스템으로써 미세조류인 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)가 알려져 있다.
효모인 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)는 상대적으로 발효가 용이하고 저비용 공정이지만 세포벽이 단단하여 소화흡수가 어려운 문제점을 가지고 있다. 또한, 야행성 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주는 건조균체 그람 당 아스타잔틴(astaxanthin) 함량이 약 0.1~7 mg, 바람직하게는 약 0.3~5 mg 정도이므로, 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 아스타잔틴(astaxanthin) 함량을 높일 수 있는 변이가 필요하다.
아스타잔틴(astaxanthin)은 강력한 항산화 활성을 가지고 있기 때문에 다양한 생리활성을 나타낸다. 즉, 위궤양에 대한 보호 효과, 항암 효과, 항염증 효과, 항당뇨 효과, 각막 보호 효과, 근육피로 회복 효과, 자외선으로부터의 피부보호 효과, 항고혈압 효과, 항동맥경화 효과 등이 보고되고 있다. 또한, 면역 증강 및 면역조절 능력에 의하여 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 크론씨 병 등의 자가면역 질환의 치료 효과, 헬리코박터 파이로리 감염방지, 살모넬라 감염방지 효과 등도 보고되고 있다.
한편, 카로티노이드(carotenoid)는 당근, 늙은 호박, 시금치 등과 같은 녹황색 채소와 과일의 껍질에 주로 존재하는 오렌지색 계열(황색부터 밝은 적색)을 나타내는 색소이다. 카로티노이드(carotenoid) 중 베타-카로틴(Beta-carotene)은 거의 모든 카로티노이드(carotenoid)의 전구체로서, 체내에서 필수영양소인 비타민 A로 전환된다. 또한, 카로티노이드(carotenoid)가 산화됨에 따라 루테인(Lutein) 및 지아잔틴(Zeaxanthin) 등의 잔토필류에 속하는 색소가 생성된다.
두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)는 광합성을 하는 녹조류에 속하는 진핵생물로서, 대체로 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 속의 미세조류들은 질소 함량이 낮고, 햇빛이 강하고, 염 농도가 높은 곳에서 발견된다. 이들은 이런 강한 환경적 스트레스 조건에 노출되는 경우, 세포 내에 베타-카로틴(beta-carotene)을 축적하여 황록색에서 오렌지색을 띠는 것이 발견된다. 또한, 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 속의 미세조류는 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin) 등의 색소를 생산할 수 있는 능력이 있어, 이를 이용하면 적은 에너지 대비 다량의 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 생산하는 것이 가능하다.
베타-카로틴(beta-carotene)은 동물 조직에서 산화로 인한 손상을 방지할 수 있는 항산화 효과, 항암제, 피부 노화와 관련된 산화방지제 등으로도 유용하게 사용되고 있다. 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 체내에서 생성가능한 활성산소에 의해 손상되는 눈을 보호하는 항산화제, 항암 효과, 각종 암 예방에 약간의 효과가 있다.
이와 관련하여 상기 미세조류를 배양하고 이를 이용하여 동식물이 섭취할 수 있도록 관련 연구가 이루어지고 있으나, 상기 미세조류가 함유하고 있는 성분이 용이하게 체내로 흡수되기 위한 저분자화 내지는 저밀도화 기술 등이 적용되지는 않고 있는 실정이다.
한편, 지방산의 한 종류인 오메가-3(Omega-3)는 이상지질혈증 치료 또는 지방질 공급에 사용되는 약물이다. 오메가-3(Omega-3)는 경구약의 형태로 간에서 중성지방의 합성을 감소시키고 다른 약물과 함께 심근경색 후 이차 발생을 예방한다. 오메가-3(Omega-3) 지방산의 종류에는 알파 리놀렌산(Alpha-linolenic acid: ALA), 도코사헥사에노산(Docosahexaenoic acid: DHA), 에이코사펜타에노산(Eicosapentaenoic acid: EPA), 스테아리돈산 (Stearidonic acid: SDA), 에이코사테트라에노산(Eicosatetraenoic acid: ETA)이 있다.
오메가-3(Omega-3) 지방산은 일반적인 대사에 중요하며 특히, 신생아와 청소년의 경우에는 정상적인 조직발달을 돕기 위해서 더 많은 양이 필요하고 결핍되면 우울증, 정신분열증, 주의력결핍, 과잉행동장애, 시력저하, 심장질병 등이 발생할 수 있으며, 스트레스를 가중시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 포유동물은 신체에서 오메가-3(Omega-3) 지방산을 합성할 수 없기에 식단을 통해서 소모해야 한다.
이와 관련하여 오메가-3(Omega-3)를 포함하는 기능성 영양성분과 상기 미세조류에 함유된 기능성 영양성분 모두가 섭취되어야 할 필요가 있지만, 이를 동시에 섭취하기 위한 기술 등이 적용되지는 않고 있는 실정이다.
본 발명은 저분자 저밀도 이온화 미네랄 복합체의 기능성 성분을 포함하여 동식물의 항산화, 면역력 증진 및 건강한 성장을 촉진시킬 수 있는, 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 기능성 미세조류 배양법 및 이를 이용한 한방발효 이온 미네랄 복합체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법으로서, 비금속무기재료로부터 기능성성분을 가진 결정을 수득하고, 상기 결정을 저분자화, 저밀도화, 및 이온화하여 미네랄복합체를 제조하는 미네랄복합체제조단계; 상기 미네랄복합체를 포함하는 배지에 미세조류를 배양하여 기능성미세조류분말을 수득하는 제1배양단계; 상기 미네랄복합체, 상기 기능성미세조류분말, 및 한방유기재료를 포함하는 한방배지를 제조하는 한방배지제조단계; 및 상기 한방배지에 동물성미생물을 배양하여 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 제2배양단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 미네랄복합체제조단계는, 상기 비금속무기재료로부터 상기 기능성성분을 가진 상기 결정을 수득하는 비금속무기재료준비단계; 상기 결정을 저밀도화 하는 결정저밀도화단계; 및 상기 결정저밀도화단계를 통해 수득된 결정을 가공하여 나노분말의 형태로 미네랄복합체를 수득하는 미네랄복합체수득단계;를 포함하고, 상기 미네랄복합체수득단계는, 전기폭발법을 통해 상기 결정을 상기 나노분말로 변환하는 전기폭발단계; 및 불순물을 제거하고, 정전기를 발생시켜 상기 나노분말을 이온화하는 후처리단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 비금속무기재료는 맥반석, 규석, 장석, 흑운모, 및 모려 중 하나 이상을 포함하고, 상기 기능성성분은 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 규소, 규산, 셀레늄, 게르마늄, 아연, 및 탄산칼슘 중 하나 이상을 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 미네랄복합체제조단계는, 상기 미네랄복합체를 증류수에 용해시키는 수용성화단계; 및 상기 수용성화단계 중 침전된 침전물을 회수하고, 회수된 상기 침전물을 상기 미네랄복합체수득단계 수행 시 첨가하여 활용하는 재가공단계; 를 더 포함하고, 상기 수용성화단계는, 수용화습식교반을 통해 상기 미네랄복합체를 이온화하는 이온화단계; 및 상기 이온화단계를 통해 이온화된 상기 미네랄복합체를 이온수의 형태로 수득하는 미네랄이온수수득단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1배양단계는, 상기 미네랄복합체, 돌연변이체유발물질, 및 YM배지 성분을 포함하는 상기 배지를 제조하는 배지제조단계; 상기 배지에 미세조류를 배양하여 돌연변이체를 선별하는 돌연변이체선별단계; 상기 돌연변이체를 포함하는 기능성미세조류를 수득하는 기능성미세조류수득단계; 및 수득된 상기 기능성미세조류를 동결건조하고, 동결건조된 상기 기능성미세조류를 나노분말화하여 기능성미세조류분말을 수득하는 기능성미세조류소재화단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 미세조류는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상을 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 한방배지제조단계는, 한방재료를 가압열탕하여 상기 한방유기재료를 수득하는 재료준비단계; 상기 한방유기재료를 분쇄하는 분쇄단계; 및 분쇄된 상기 한방유기재료, 상기 미네랄복합체, 및 상기 기능성미세조류분말을 혼합하여 상기 한방배지를 제조하는 제조단계; 를 포함하는 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2배양단계는, 상기 한방배지를 혐기성 환경으로 조성하는 환경조성단계: 상기 한방배지에 동물성미생물을 접종하는 미생물접종단계; 상기 동물성미생물을 배양하여 기능성동물성미생물을 수득하는 기능성미생물수득단계; 및 상기 한방배지로부터 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 한방발효이온미네랄복합체수득단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법을 제공한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 한방발효 이온 미네랄 복합체로서, 미네랄복합체, 기능성미세조류분말, 및 한방유기재료를 포함하는 한방배지; 및 상기 한방배지에서 배양된 동물성미생물을 포함하는 기능성동물성미생물; 을 포함하고, 상기 미네랄복합체는, 비금속무기재료로부터 수득된 기능성성분을 가진 결정이 저분자화, 저밀도화, 및 이온화되고, 상기 기능성미세조류분말은, 상기 미네랄복합체를 포함하는 배지에서 배양된 미세조류를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 비금속무기재료는 맥반석, 규석, 장석, 흑운모, 및 모려 중 하나 이상을 포함하고, 상기 미세조류는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상을 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 담수 또는 해수 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성미세조류 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 토양 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성미생물 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동물의 체내에 흡수가 용이한 미네랄복합체를 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 동물의 체내에 흡수된 경우 세포의 산화를 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 항산화성을 가져 바이러스의 침투를 방지하거나 사멸시키는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조류인 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 배양함으로써 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주로부터 아스타잔틴(astaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조류인 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)를 배양함으로써 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 균주로부터 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능성미세조류를 나노분말화함으로써 동물성미생물의 발효기작에 의하여 축산동물이 섭취하기에 용이한 상태로 효소화되는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체, 기능성미세조류, 및 한방배지의 복합적인 기능성 성분을 섭취함으로써 기능성동물성미생물이 미네랄복합체의 미량원소성분 및 게르마늄, 강력한 면역력을 발휘하는 기능성미세조류의 카로티노이드(carotenoid) 색소 중 베타-카로틴(beta-carotene) 및 아스타잔틴(astaxanthin) 성분, 및 한방배지의 사포닌 등의 한방기능성분을 체내에 지니거나 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물의 생산에 있어서, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 축산동물 및 산물의 성장촉진 및 질병에의 면역력을 가지게 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물이 한방발효 이온 미네랄 복합체를 섭취함으로써 기능성 성분이 풍부한 축산물을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분이 전이되는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄복합체제조단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속무기재료의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속성암반준비단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암반소성단계를 실시하는 모습을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모려준비단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정저밀도화단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 급랭단계를 실시하는 모습을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 미네랄 입자 및 본 발명의 일 실시예에 따른 결정저밀도화단계에 따라 조성된 미네랄 입자를 현미경으로 관찰한 모습을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄복합체수득단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성화단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배양단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 배양을 실시하는 모습을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 배양을 실시하는 모습을 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성미세조류소재화단계를 통해 수득된 수득물을 개략적으로 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방배지제조단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 재료준비단계에서 가압열탕되는 한방재료들을 개략적으로 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방배지를 제조하기 위한 재료들을 개략적으로 도시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2배양단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2배양단계가 실시된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효이온미네랄복합체수득단계를 통해 수득된 한방발효액제를 도시한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 가금류 섭이 실험의 실험군 및 대조군을 도시한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 가금류 섭이 실험의 1주령의 실험군 및 대조군을 도시한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 가금류 섭이 실험의 31일령의 실험군 및 대조군을 도시한다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 산란계 가금류 섭이 실험의 실험군 및 대조군을 도시한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 산란계 가금류 섭이 실험의 실험군 계란 및 대조군 계란을 도시한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 산란계 가금류 섭이 실험의 23주령의 실험군 및 대조군을 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서, “미네랄”은 광물, 광석, 무기질을 주성분으로 무기염류를 지칭하고, Ca, Mn, Fe, Cu, P, Zn, K, Na, Cl, Ma, Mo, Ge 등 및 이들을 주원소로 하여 다른 원소와 반응한 화합물을 지칭하여 해석되어야 할 것이다.
저분자 저밀도 이온화 미네랄 복합체의 경우 수용화 하여 동·식물 및 인체의 면역력 강화, 항산화 등에 활용될 수 있고, 또한 함량비에 따라서는 세포의 성장촉진 등에 활용될 수 있다. 또한, 특정 동·식물성 미생물이 필요로 하는 환경의 수질조건을 해당 미네랄을 활용하여 특정 함량을 갖게 되면 종래에 비해 비약적으로 배양을 촉진시킬 수 있다는 장점이 있다.
한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조방법을 개략적으로 도시한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법으로서, 비금속무기재료로부터 기능성성분을 가진 결정을 수득하고, 상기 결정을 저분자화, 저밀도화, 및 이온화하여 미네랄복합체를 제조하는 미네랄복합체제조단계(S1000); 상기 미네랄복합체를 포함하는 배지에 미세조류를 배양하여 기능성미세조류분말을 수득하는 제1배양단계(S2000); 상기 미네랄복합체, 상기 기능성미세조류분말, 및 한방유기재료를 포함하는 한방배지를 제조하는 한방배지제조단계(S3000); 및 상기 한방배지에 동물성미생물을 배양하여 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 제2배양단계(S4000); 를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄복합체제조단계(S1000)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 미네랄복합체제조단계(S1000)는, 상기 비금속무기재료로부터 상기 기능성성분을 가진 상기 결정을 수득하는 비금속무기재료준비단계(S1100); 상기 결정을 저밀도화 하는 결정저밀도화단계(S1200); 및 상기 결정저밀도화단계(S1200)를 통해 수득된 결정을 가공하여 나노분말의 형태로 미네랄복합체를 수득하는 미네랄복합체수득단계(S1300); 를 포함하고, 상기 미네랄복합체수득단계(S1300)는, 전기폭발법을 통해 상기 결정을 상기 나노분말로 변환하는 전기폭발단계(S1310); 및 불순물을 제거하고, 정전기를 발생시켜 상기 나노분말을 이온화하는 후처리단계(S1320); 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 비금속무기재료는 맥반석, 규석, 장석, 흑운모, 및 모려 중 하나 이상을 포함하고, 상기 기능성성분은 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 규소, 규산, 셀레늄, 게르마늄, 아연, 및 탄산칼슘 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 비금속무기재료준비단계(S1100)는, 비금속성광물로부터 미네랄결정을 수득하는 비금속성암반준비단계; 및 모려로부터 탄산칼슘결정을 수득하는 모려준비단계; 를 포함할 수 있다.
상기 비금속성광물은 맥반석, 규석, 장석, 및 흑운모 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에서 상기 비금속성광물은 맥반석 30~40%, 규석 25~35%, 장석 15~25%, 흑운모 10~20%의 함량비를 가질 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속무기재료의 예를 도시한다. 도 3(A)은 맥반석의 사진을 도시한다. 맥반석은 중국의 한방의학에서 사용한 용어로 알려지고 있으며 지질학적으로 분류하자면 화강암 류에 속한다. 석영반암, 장석반암, 화강반암과 같은 것으로서, 암석명으로는 석영-몬조나이트와 일치한다. 석영과 장석이 촘촘하게 섞여 있다. 누런 백색, 연한 누런 갈색, 옅은 회색, 짙은 녹색 또는 옅은 녹색 암석에 빨간 점 또는 하얀 점이 고르게 섞여 있는 모습이 보리밥으로 만든 주먹밥과 같다 하여 맥반석이라는 이름이 붙었다. 맥반석의 주성분은 무수규산, 산화알루미늄이다. 누런 백색을 띤 것은 여과제, 소염제 등으로 쓰여 약석이라 불린다. 산화제2철이 소량 함유되어 있다. 약석으로 알려진 것은 누런 백색을 띤 맥반석으로 예전에는 환약을 정제하는 여과제, 등에 나는 부스럼 또는 종기 등 피부질병을 치료하는 소염제로 사용하였다. 동의보감에 의하면 그 성질은 달고, 따뜻하며, 독이 없다고 한다. 1㎤ 당 3∼15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000종의 무기염류를 함유하고 있다. 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다. 전국의 맥반석 산출 지역에 따른 특성이 하기 표 1에 정리되어 있다.
채취지역 pH 미네랄 용출량(Ca, K, Mg, Na의 합)
충무 9.46 17.42 ppm
완도 8.26 13.29 ppm
포항 9.04 11.05 ppm
목표 7.10 10.17 ppm
진도 6.39 10.29 ppm
충주 7.16 9.48 ppm
예산 6.02 9.37 ppm
곡성 7.58 6.65 ppm
전주 8.96 8.27 ppm
채굴한 맥반석의 pH 변화 및 미네랄 용출량을 조사 한 결과 미네랄은 충무에서 채굴한 맥반석이 17.42 ppm으로 가장 높았고, pH변화 또한 충무에서 채굴한 맥반석이 pH 9.46으로 가장 높아 알칼리성으로 나타났다. 또한, 산출된 맥반석의 주요 성분을 분석한 결과가 하기 표 2에 정리되어 있다.
충무 완도 포항 목표 구례 충주 예산 곡성 전주 일본 평균
SiO2 70.4 71.3 74.1 67.4 74.7 64.6 71.5 70.0 69.7 64.7 69.8
Al2O 13.7 14.1 14.6 16.2 15.5 17.0 14.5 13.2 14.0 14.3 14.7
K2O 4.4 2.1 3.9 3.9 4.3 3.0 4.0 3.7 3.1 3.4 3.6
MgO 1.2 1.7 0.5 0.5 0.2 1.8 0.7 1.3 3.5 0.2 1.0
CaO 1.6 0.9 0.3 - 0.9 3.6 1.8 2.3 2.0 2.7 1.6
Na2O 3.5 4.6 4.0 4.0 0.2 3.5 3.6 2.0 3.1 3.3 3.2
Ti 3.3 2.7 1.9 - 0.08 - 0.3 1.2 0.3 - 1.0
P2O5 0.2 0.2 - - 0.08 - - - 0.2 - 0.07
Fe2O3 1.3 1.2 0.4 1.9 0.8 4.0 2.0 4.3 2.6 - 1.89
계 99.8 99.2 100 94.1 97.8 97.7 98.6 98.4 98.9 88.7 97.2
전국에 분포된 맥반석 원석의 화학 성분 분석 결과는 충무, 완도 및 포항에서 채굴한 맥반석이 미네랄 성분이 높게 검출되었다.
도 3의 (B)에는 규석의 사진이 도시되어 있다. 규석(실리카)은 지구 지각의 60% 이상을 차지하고 있는 광물로 경도가 강한 비금속 광물 중 하나이다. 주로 석영으로 이뤄진 광물이다. 순도가 높은 흰색을 백규석이라 하고, 그 중 페그마타이트에 포함된 것을 장(長)규석이라고 한다. 연(軟)규석은 다소 점토가 섞여있고, 노재(爐材)규석은 철분을 함유하여 적색을 띄며, 내(內)장석은 작은 규석 조각이다. 규석의 화학성분은 무수규산(SiO2)이다. 순도가 높고 흰색의 것을 백규석이라 하며, 페그마타이트·석영맥(石英脈)·규암·처트(chert)에서 산출된다. 규산 분은 95∼97% 이상이다. 특히 페그마타이트에 포함된 것은 장석과 함께 채굴되므로 장규석이라 한다. 연규석은 석영질 암석이 풍화하여 토상(土狀)을 이룬 것으로 다소 점토가 섞여 있다. 내화 모르타르나 시멘트의 혼합재로 사용되며 규산 분이 90% 정도이다. 노재규석은 처트의 일종으로, 철분을 함유하므로 적색을 띠는 각력(角礫)이 있으며 내화벽돌의 주원료이다. 내장석은 규석의 작은 조각으로, 지름 5∼15cm이며, 도자기 원료 분쇄용 볼밀(ball mill)의 내장용에 사용된다. 규석에 대량 함유되어 있는 규산(SiO2)은 차별화된 동·식물성 영양원료로 사용된다. 다만 규석은 경도가 커서 파쇄 및 분쇄가 어렵고, 분쇄 시 모서리가 날카로워 체(sieve)에 끼어서 입도 별 분급이 어려다는 단점이 있어서 생산량 저하 및 품질관리(입도 별 생산)에 애로가 많다. 때문에 본 발명의 미네랄복합체수득단계(S1300)에서 전기폭발법을 활용한 초미세분말로 가공하는 기술이 반드시 필요하다.
도 3의 (C)에는 장석의 사진이 도시되어 있다. 장석은 화강암의 주요 구성성분이며 칼륨, 나트륨, 칼슘을 함유한 알루미늄 층상 규산염 광물이다. 화학성분은 (K, Na, Ca)(Al, Si)4O8이다. 천연으로 산출되는 장석은 대부분, 칼륨장석(K-장석)(KAlSi3O8), 나트륨장석(사장석)(NaAlSi3O8), 칼슘장석(CaAl2Si2O8)의 세 가지 단 성분 계열에 속한다. 칼슘장석과 나트륨장석은 보웬의 반응계열(Bowen's reaction series)을 따라 연속적으로 고용체를 이루는데, 각각을 알칼리장석, 사장석이라고 총칭한다. 본 발명에서의 장석은 칼륨함량이 8중량% 이상인 정장석, 미사장석, 빙장석 및 파리장석 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장석을 원료로 할 수 있다. 장석이 함유하고 있는 불용성의 산화칼륨을 가용성으로 개량하게 되면 동식물 생육에 필수성분인 칼륨을 직접 공급할 수 있게 된다. 가용성이란 동식물의 체내에 흡수가 가능한 형태를 의미하며, 본 발명의 전 단계를 거치면 해당 가용성화가 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속성암반준비단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 비금속성암반준비단계는, 비금속성광물을 기설정된 크기로 파쇄하는 암반파쇄단계(S1111); 고압 분사기를 통해 파쇄된 상기 비금속성광물의 불순물을 제거하는 암반세척단계(S1112); 세척된 상기 비금속성광물을 건조하는 암반건조단계(S1113); 및 건조된 상기 비금속성광물을 용융하는 암반소성단계(S1114); 를 포함할 수 있다.
상기 암반파쇄단계(S1111)에서는 상기 비금속성광물을 직경 5~25mm의 크기로 파쇄할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 비금속성광물을 파쇄한 후 육안으로 드러나는 상태이상 광물을 제거할 수 있다. 상기 암반세척단계(S1112)에서는 950~1050bar 이상의 초고압 분사기를 활용하여 물로 불순물을 제거할 수 있다. 이 후 상기 암반건조단계(S1113)에서는 수분이 모두 마르도록 건조할 수 있다. 상기 암반소성단계(S1114)에서는 세척 후 건조된 상기 비 금속성 광물을 로에서 1000~1400℃의 온도에서 2~4시간 이상 용융하여 소성할 수 있다. 본 발명에 사용되는 상기 비금속성광물인 맥반석, 규석, 장석, 및 흑운모에는, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 규소, 규산, 셀레늄, 아연, 및 게르마늄이 함유되어 있다. 다만 100% 해당 성분으로만 이루어지지 않았을 수 있으며, 소성단계에서의 온도조절 및 클링커 추출을 통한 정제와 나노분말을 제조 후, 금속성 광물분말을 모두 제거하는 후처리공정이 필요하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암반소성단계(S1114)를 실시하는 모습을 도시한다. 상기 암반소성단계(S1114)에서 상기 비금속성광물을 용융할 때, 전기로 또는 가스화로에서 용융하는 것이 바람직하다. 구형 용광로를 사용하여 용융하는 경우, 용융 과정에서 녹지 않는 철 성분 및 본 발명에 필요하지 않은 기타 금속류를 걸러내기 위해 도구를 사용하는 데에 어려움이 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 5의 (A)에 도시된 것과 같이 상기 암반소성단계(S1114)에서 도구를 사용하여 용융물 내부의 녹지 않은 덩어리를 제거할 수 있다. 도 5의 (B)에는 이와 같은 과정을 통해 제거된 금속광물이 도시되어 있다. 이 때, 차가운 도구를 사용하는 경우 용융물의 온도가 내려가는 문제가 있으므로, 도구를 사전에 가열하여 용융물에 삽입하면 녹지 않은 덩어리를 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모려준비단계의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 모려준비단계는, 모려를 선별하여 고압 분사기를 통해 세척하는 모려세척단계(S1121); 세척된 상기 모려의 잔여 불순물을 제거하는 불순물제거단계(S1122); 세척된 상기 모려를 건조하는 모려건조단계(S1123); 건조된 상기 모려를 소성하는 모려소성단계(S1124); 및 소성된 상기 모려를 기설정된 크기로 파쇄하는 모려파쇄단계(S1125); 를 포함할 수 있다.
모려의 다른 이름은 여합(蠣蛤)·모합(牡蛤)이다. 굴조개과 동물인 참굴(Ostrea gigas Thunb.), 민어굴(Ostrea rivuralis Gould.) 및 같은 속(屬)에 속하는 굴조개류의 조가비이다. 굴조개류는 우리 나라 동·서·남해에 있다. 산란철을 빼고 아무 때나 잡아서 조가비를 따내어 씻어 말린다. 모려란 굴 껍질을 뜻하는 한방 용어이다. 문헌에 따른 모려의 효험은 아래와 같다.
<본초경집주>: 감기, 공포감, 화를 잘 냄, 여성의 백대하를 치료하고 장기간 복용하면 관절을 강하게 한다.
<명의별록>: 관절의 습열을 제거한다. 땀을 멈추고 갈증을 멈추는 작용을 하며 설사를 멈추게 한다.
<약성본초>: 여성의 월경과다를 치료하며, 지도한, 제풍습, 지통(통증 억제), 치학질의 효능이 있다.
<본초합유>: 성인, 소아의 도한을 치료한다.
<해약본초>: 남자의 허로에는 신을 보하고 정신을 안정시킨다. 소아의 경기를 치료하며 지도한, 치유정의 효능이 있다.
<본초강목>: 화담연견, 청열제습의 효능이 있다. 산하적괴, 영류결핵을 치료한다.
<본초구진>: 입신하여 연견, 화담, 산결, 수삽, 고탈 작용을 한다. 영류결핵, 혈하, 유정, 붕대, 해수, 도한, 유뇨, 활설을 치료한다.
<동물성중약지연구>: 모려는 질이 경중하여 분쇄하기 어려우며, 단면층을 형성하고 내면에 광택이 있는 것이 좋다. 모려는 탄산칼슘, 인산칼슘, 규산등을 함유한다.
<중약대사전>: 성분으로 80∼95%의 탄산칼슘, 인산칼슘, 황산칼슘 등을 함유한다. 또 마그네슘, 알루미늄, 규소, 산화제2철 등을 함유한다. 임상적으로 폐결핵의 도한에 좋은 효과가 있으며 부작용이 없는 것으로 보고되어 있다.
상기 모려세척단계(S1121)에서는 950~1050bar 이상의 초고압 분사기를 활용하여 물로 불순물을 제거할 수 있다. 이 후 상기 불순물제거단계(S1122)에서는 상기 모려세척단계(S1121)에서 떨어지지 않은 잔여 불순물이 붙어 있을 시에 이를 제거할 수 있다. 이 때 핸드그라인더 등의 도구를 사용하여 잔여 불순물을 제거할 수 있다. 이 후 상기 모려건조단계(S1123)에서는 세척된 모려의 수분이 모두 마르도록 건조한다. 이 후 상기 모려소성단계(S1124)에서는 건조된 모려를 전기로에서 850~950℃ 이상의 온도를 가하여 소성한다. 이 후 상기 모려파쇄단계(S1125)에서는 소성되어 흰색의 클링커가 된 모려를 직경 5~25mm의 크기로 파쇄할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정저밀도화단계(S1200)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 결정저밀도화단계(S1200)는, 상기 비금속성암반준비단계 및 상기 모려준비단계를 통해 준비된 상기 비금속성광물 및 상기 모려를 소성하는 재소성단계(S1210); 및 소성된 상기 비금속성광물 및 상기 모려를 급랭시켜 입자를 팽창시키는 급랭단계(S1220); 를 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 재소성단계(S1210)에서는 상기 미네랄복합체가 상기 비금속성광물 45∼55% 및 상기 모려 45∼55%의 함량비를 갖도록 상기 비금속성광물 및 상기 모려를 소성할 수 있다. 바람직하게는 상기 비금속성광물 49∼51% 및 상기 모려 49∼51%의 함량비를 가질 수 있다. 상기 재소성단계(S1210)에서는 1400~1600℃ 이상의 온도를 가하여 용융 시킬 수 있다. 이 후 상기 급랭단계(S1220)에서는 용융된 수득물을 급랭시킨다. 이와 같은 급랭 과정을 통해 미네랄의 입자를 팽창시켜 밀도를 낮게 하여 저밀도 미네랄을 수득할 수 있다. 이와 같이 생성된 저밀도 미네랄은 서냉되어 제조되는 종래의 미네랄에 비해 흡수가 용이한 특성을 갖게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 얼음을 이용하여 수냉함으로써 용융된 수득물을 급랭 시킬 수 있다. 도 8(A)는 세라믹 모루에 상기 용융된 수득물을 펼치는 모습을 도시하고, 도 8(B)에는 얼음을 이용하여 상기 용융된 수득물을 급랭 시키는 모습이 도시되어 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 미네랄 입자 및 본 발명의 일 실시예에 따른 결정저밀도화단계(S1200)에 따라 조성된 미네랄 입자를 현미경으로 관찰한 모습을 도시한다. 상기와 같이 상기 용융된 수득물을 급랭시키게 되면 소성된 미네랄이 빠르게 냉각되면서 입자의 밀도가 낮아지게 되는데, 이와 같은 입자의 변화는, 나노분말이 되어서도 특성의 차이를 보이게 된다. 도 9를 참조하면 이처럼 냉각된 입자의 변화를 확인할 수 있다. 도 9의 (A)에는 일반적인 미네랄 입자의 현미경 사진이 도시되어 있고, 도 9의 (B)에는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 저밀도 미네랄 입자의 현미경 사진이 도시되어 있다. 두 현미경 사진을 비교하면 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 저밀도 미네랄 입자의 크기가 더 큰 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄복합체수득단계(S1300)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
1 나노미터(nm)는 10-9m이고, 나노입자라 칭하는 경우는 일반적으로 100nm 이하의 크기를 말하며, 수 개 내지 수백 개의 원자 혹은 분자들이 모여 있는 정도를 말한다. 나노입자는 마이크론 크기(10-6m)에서 나타나지 않는 특이한 전자적, 광학적, 전기적, 자기적, 화학적, 기계적인 특성들이 기대되고 있다. 이 때문에 나노입자 제조 및 응용 기술이 많이 연구되고 있다. 분말은 입자의 집합체로 구성되어 있지만, 이 집합하고 있는 최소 단위가 되는 입자를 1차입자라고 한다. 1차입자가 집합하여 마치 하나의 입자로서 거동하는 것이 2차입자이다. 또한 상기 2차입자는 집합의 강함정도에 따라 강한 것을 응집체(aggregate), 약한 것을 집합체(agglomerate)라고 부른다. 분말은 고체이기는 하지만 입자의 불연속인 집합체이고 벌크 상태의 물질과 그 성질도 크게 다르다.
저밀도 나노분말은 하기와 같은 특징을 가지고 있다. 첫째로 저밀도 나노분말은 다수의 불연속면을 가지기 때문에 불연속면의 존재에 의해 나타난 성질이 벌크 상태의 성질을 숨겨 버리는 특성이 있다. 충진 밀도가 같더라도 충진 구조는 같다고 제한하지 않는다. 둘째로 밀도가 낮고, 입자의 크기가 작아, 접촉되는 계면이 특히 넓기 때문에 흡착이나 반응의 현상이 현저하다. 결정의 크기가 작아지면 전체 원자에 대한 표면 원자의 비율이 높아진다. 셋째로 일반적으로 내부의 원자에 비하여 표면원자가 자유에너지에 큰 기여를 하므로 접촉면이 넓은 저밀도 나노분말은 물질의 열역학적 성질에 큰 변화를 일으킨다. 따라서 벌크 상태의 물질보다 나노크기의 저밀도 물질들은 단위 원자 당 높은 에너지를 가지게 된다. 이와 같은 특성은 나노크기의 촉매에 응용되어 촉매의 활성도를 높일 수 있다. 넷째로 불연속적 에너지 준위를 가지는 원자 및 분자와 연속적 에너지 밴드를 가지는 벌크의 중간쯤에 위치하게 되어 불연속적인 에너지 준위와 연속적인 에너지 준위를 동시에 가지게 된다. 따라서 벌크와 원자나 분자 상태에서 나타나는 성질과는 다른 광학적, 전기적 성질을 나타낸다. 이를 양자 크기 효과라고 한다. 금속, 절연체 나노물질에서도 이러한 효과가 나타나지만 나노물질이 비금속성인 경우 저밀도화가 용이하므로 두드러지게 나타난다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 미네랄복합체수득단계(S1300)는, 전기폭발법을 통해 상기 결정을 상기 나노분말로 변환하는 전기폭발단계(S1310); 를 포함할 수 있다.
상기 전기폭발단계(S1310)에서는 수득된 결정이 전기폭발법에 의해 나노분말로 변환한다. 상기 전기폭발법은, 약 10cm 길이의 가는 금속선에 매우 높은 전류를 흘려 금속선을 급속 저항 가열시켜 폭발적으로 금속을 증기화 하여 나노분말을 합성하는 방법이다. 표준 규격화된 장비를 활용하여 균일한 나노분말을 제조한다. 더욱 상세하게는, Purse power를 이용하여 캐패시터에 충전된 고밀도 전류가 Metal wire를 통과할 때 상기 Metal wire의 저항에 의하여 열이 발생되고, 이를 견디지 못한 상기 Metal wire가 폭발하는 것이다. 인가된 고밀도 전류에 의하여 10-6sec의 짧은 시간에 순간적으로 높은 온도에 도달하게 되며 상기 Metal wire 전체가 동시에 기화되기 때문에 최초 물질의 조성을 갖는 분말의 합성이 가능하다. 이때 미세입자나 금속증기가 발생하고 응축, 증발을 통하여 나노분말이 합성되게 된다. 전기폭발법의 장점은 상기 Metal wire에 인가되는 에너지를 제어함으로 분말의 크기를 조절할 수 있으며, 반응기 내부의 분위기를 조절하여 산화물, 질화물, 탄화물 등의 다양한 합금을 제조할 수 있는 것이다. 상기 전기폭발단계(S1310)에서는 상기와 같은 전기폭발법을 활용하여 상기 나노분말을 제조할 수 있고, 상기 전기폭발단계(S1310)를 통하여 생성된 상기 나노분말은 100nm 이하의 크기의 분말일 수 있다.
이에 따라, 동물의 체내에 흡수가 용이한 미네랄복합체를 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 미네랄복합체수득단계(S1300)는, 불순물을 제거하고, 정전기를 발생시켜 상기 나노분말을 이온화하는 후처리단계(S1320); 를 포함할 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리단계(S1320)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다.
상기 후처리단계(S1320)는 와전류선별기를 통해 상기 나노분말의 비철금속 불순물을 선별하는 비철금속선별단계(S1321); EMF탈철기를 통해 나노분말의 철금속 이물을 제거하는 EMF탈철단계(S1322); 및 정전기 발생유도 건식 교반을 통해 상기 나노분말에 정전기를 발생시키는 이온화교반단계(S1323); 를 포함할 수 있다.
상기 비철금속선별단계(S1321)에서는, 와전류선별기를 활용하여 비철금속을 선별하여 불순물을 제거할 수 있다. 상기 와전류선별기는 강력한 영구자석이 설치된 마그네틱 로터를 고속으로 회전시켜 생성된 와전류(Eddy current)를 이용하여 탈철 및 알루미늄, 동, 구리 등의 비철금속 불순물을 선별하는 기계이다. 유리, 플라스틱 리사이클링, E-scrap 리사이클링 등 물질 속에서 유가자원을 회수하는 작업 등에 쓰인다. 초강력 영구자석을 이용하기 때문에 비철금속과 같은 일반 자력으로 선별하기 힘든 상자성체 금속 등을 선별해준다.
상기 EMF탈철단계(S1322)에서는, EMF탈철기를 통해 상기 미네랄복합체 나노분말 속의 철금속 이물을 제거한다. EMF 탈철법은 요업, 첨단소재, 화학, 광업, 분말식품공업 등에서 사용하는 자성물질 분류법으로, 극소량의 철금속 이물을 ppb 및/또는 ppm의 단위로 제거가 가능하다. 자력을 조절하기 때문에 원료의 특성에 맞는 탈철 조성이 용이하다. 또한 철가루의 자동 제거로 철분 관리가 용이하다. 분체 또는 졸/겔 형태의 물질을 강력한 자기장 내로 통과시키고, 투자율이 우수한 강자성체물질 Filter로 필터링 하여 자성체를 제거한다. 자력을 집중시켜 자력을 극대화시키는 원리로 원료 내의 미량의 상자성체 및 강자성체(철, STS430)를 완벽하게 제거하기 위하여 사용한다. 자력은 전기에 의하여 제어가 가능하며, 탈철 시 시스템의 구성으로 자동 탈철 방식으로도 응용할 수 있다.
상기 이온화교반단계(S1323)는, 정전기발생유도 건식교반을 통해 상기 나노분말에 정전기를 발생시켜 상기 나노분말이 이온성질을 가지게 하고 물에 녹는 성질을 가지게 할 수 있다. 상기 정전기발생유도 건식교반을 통해 상기 나노분말을 30분~1시간 30분 동안 2,000~2,400rpm으로 건식교반하고, 이 때 강제적인 정전기를 발생시킨다. 많은 양을 건식교반 하는 데에는 큰 기기와 많은 비용이 소요된다. 하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 나노분말은 적은 양을 수중에 용해시켜 많은 양의 미네랄 이온수를 얻어낼 수 있으므로, 소량으로 건식교반을 할 수 있기 때문에 적절한 기기를 선정하여 사용하는 것이 좋다.
앞서 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 미네랄복합체제조단계(S1000)는, 상기 미네랄복합체를 증류수에 용해시키는 수용성화단계(S1400); 를 더 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성화단계(S1400)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 수용성화단계(S1400)는, 수용화습식교반을 통해 상기 미네랄복합체를 이온화하는 이온화단계(S1410); 및 상기 이온화단계(S1410)를 통해 이온화된 상기 미네랄복합체를 이온수의 형태로 수득하는 미네랄이온수수득단계(S1420); 를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화단계(S1410)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 이온화단계(S1410)는, 상기 나노분말이 들어있는 용기에 포화증기를 공급하여 정전기를 발생시키는 정전기발생단계(S1411); 및 상기 용기의 압력을 유지하면서 용기 내부를 교반하여 이온반응을 유도하는 수용화습식교반단계(S1412); 를 포함할 수 있다.
상기 정전기발생단계(S1411)에서는 용기에 상기 나노분말을 충진하고, 상기 용기에 250~350℃ 이하의 온도 및 1~5.5MPa의 압력을 갖는 포화증기를 공급한다. 이 때 상기 포화증기에 의해 생성되는 물방울에 의해 정전기가 발생하게 된다. 상기 수용화습식교반단계(S1412)에서는 상기 용기 내부의 압력을 일정하게 유지하면서 용기 내부를 교반하여 이온반응을 유도한다. 상기 미네랄이온수수득단계(S1420)에서는 상기 용기 내부의 포화증기를 감압탱크에서 미네랄 이온수를 수득할 수 있다. 이때 상기 포화증기는 제1감압탱크 및 제2감압탱크를 통해 감압될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 수용성화단계(S1400)에서 사용되는 물과 상기 나노분말의 중량 비는 물 50중량부에 대해 나노분말 0.2~0.4중량부의 비율로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 미네랄이온수수득단계(S1420)를 통해 수득된 미네랄 이온수는 증류수에 희석될 수 있다. 바람직하게는 수득된 상기 미네랄이온수 1중량부에 대해 증류수 950~1050중량부를 희석하여 사용할 수 있다.
이에 따라, 상기 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 담수 또는 해수 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 상기 기능성미세조류 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 토양 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성미생물 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
상술한 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 미네랄복합체제조단계(S1000)는, 상기 수용성화단계(S1400) 중 침전된 침전물을 회수하고, 회수된 상기 침전물을 상기 미네랄복합체수득단계(S1300) 수행 시 첨가하여 활용하는 재가공단계(S1500); 를 더 포함할 수 있다.
상기 수용성화단계(S1400)를 통해 획득한 수용화 조성물의 경우 일부 구성 성분이 물에 포화되어 침전물이 발생할 수 있다. 따라서 상기 재가공단계(S1500)에서는 상기 수용성화단계(S1400) 중 침전된 침전물을 회수하고, 회수된 상기 침전물을 상기 미네랄복합체수득단계(S1300) 수행 시 첨가하여 활용할 수 있다. 구체적으로 상기 침전물의 발현 시점은 고온고압의 증기가 식는 15∼35℃가 되었을 때이다. 따라서 15∼35℃의 온도에서 상기 침전물을 제거한다. 침전물의 제거는 사이펀(또는 스포이트)을 여러 차례 활용하거나, 상기 침전물이 부유하지 않도록 조심하면서 맑은 윗물을 여러 차례 떠내는 방법이 적절하다. 상기 침전물이 발생되는 이유는 이온화 미네랄 복합체가 나노입자(350mesh 이하)보다 큰 입자를 포함하기 때문일 수 있다. 또한 금속성 성분이 침전되는 경우도 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서는 상기 침전물을 회수하여 상기 미네랄복합체수득단계(S1300)의 상기 비철금속선별단계(S1321) 및 상기 EMF탈철단계(S1322)를 수행하고, 상기 미네랄복합체를 제조할 때 첨가하여 다시 활용할 수 있다.
상기 공정을 통하여 수득된 상기 미네랄복합체의 미네랄 함유량은 표 3과 같다. 아래 성분 분석서상의 결과는 수득된 이온수 1중량부에 대해 증류수 950~1050중량부를 희석한 미네랄에 대한 결과이다. 이하에서는, 표 3의 함유량을 가지는 상기 미네랄복합체의 수용액을 “SSE-2수용액”이라 하였다. 또한 이하에서는, 상기 미네랄복합체를 “SSE-2”라 하였다.
시험항목 단위 결과
칼슘 mg/L 42.60
칼륨 mg/L 3.00
마그네슘 mg/L 15.05
나트륨 mg/L 9.03
규소 mg/L 75.01
이산화규소 mg/L 0.33
철 mg/L 0.05
게르마늄 mg/L 10.00
아연 mg/L 0.03
인 mg/L 0.31
바나듐 mg/L 불검출
게르마늄 mg/L 15.80
유황 mg/L 불검출
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배양단계(S2000)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 제1배양단계(S2000)는, 상기 미네랄복합체, 돌연변이체유발물질, 및 YM배지 성분을 포함하는 상기 배지를 제조하는 배지제조단계(S2100); 상기 배지에 미세조류를 배양하여 돌연변이체를 선별하는 돌연변이체선별단계(S2200); 상기 돌연변이체를 포함하는 기능성미세조류를 수득하는 기능성미세조류수득단계(S2300); 및 수득된 상기 기능성미세조류를 동결건조하고, 동결건조된 상기 기능성미세조류를 나노분말화하여 기능성미세조류분말을 수득하는 기능성미세조류소재화단계(S2400); 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 미세조류는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
식물성미생물인 상기 미세조류는, 햇빛이 투과하는 해양 상층부에 서식하며, 해수의 흐름을 따라 부유한 채로 떠다니는 작은 크기의 식물군(植物群)을 말한다. 해수 중의 식물성플랑크톤(phytoplankton)은 광합성(photosynthesis)을 통해 물과 이산화탄소로부터 용존 영양염류를 동화하고 무기염류를 생성한다. 이들은 동물성플랑크톤(zooplankton)에 먹이를 공급하는 역할을 함으로써, 해양환경의 먹이사슬 구성 중에서 가장 기층에 해당하는 1차식량원(primary productivity)의 역할을 담당한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1배양단계(S2000)는, 상기 SSE-2수용액을 활용하여 미세조류인 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상의 미세조류를 배양하여 소재로 가공하는 단계에 관한 것이다. 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 배양 목적은 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주로부터 아스타잔틴(astaxanthin)을 고효율로 추출하는 방법을 제공하는데 있으며, 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 배양 목적은 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 균주로부터 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 고효율로 추출하는 방법을 제공하는데 있다. 때문에 종래의 방법과 같이 돌연변이를 유도하는 방법을 사용하는데, 그의 배양에서 상기 SSE-2를 활용하여 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 균주가 상기 SSE-2의 기능성 성분을 지니게 하는 것이 부가적 목적이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1배양단계(S2000)는 상기 미네랄복합체, 돌연변이체유발물질, 및 YM배지 성분을 포함하는 배지를 제조하는 배지제조단계(S2100)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 미네랄복합체와 상기 YM배지 성분을 기설정된 함량비로 조성하여 상기 배지를 제조하고, 상기 배지에 상기 미세조류를 접종하고 상기 돌연변이체유발물질을 첨가하여 상기 미세조류의 돌연변이체를 선별할 수 있도록 하는 평판배양용 배지를 제조할 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 배양을 위한 배지로는 YM배지 성분(리터당 이스트추출물 2~4g, 말트추출물 2~4g, 펩톤 4~6g, 포도당 9~11g)을 사용하였으며, 상기 배지에 사용되는 물은 증류수 45~55%, 상기 SSE-2수용액 45~55%의 함량비로 조성된 상기 미네랄이온수를 활용하였고, 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 배양을 위한 배지로는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 배양을 위한 배지를 알칼리화하여 pH 7.5~pH 9.5를 맞추었다. 이하에서는, 상기와 같이 제조된 배지를 “SSE-2-YM배지”라 하였다.
또한, 상기 제1배양단계(S2000)는 상기 배지에 상기 미세조류를 배양하고, 돌연변이체를 선별하는 돌연변이체선별단계(S2200)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 돌연변이체를 선별하기 위하여, 모균주를 상기 SSE-2-YM배지를 사용하여 15~25℃에서 중간대수기(mid-log phase)까지 진탕배양하고, 멸균수로 2회 세척한 후 0.05~0.15M의 시트레이트(citrate) 완충용액(pH 5.0~6.0)에 현탁하였다. 여기에 돌연변이유도물질인 NTG(1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine)를 0.05~0.15 mg/ml의 농도로 첨가하여 15~25℃에서 15~25분간 진탕한 후 멸균수 및 0.05~0.15M 인산염(phosphate) 완충용액(pH 6.5~7.5)으로 각각 1회씩 세척하고, 다시 상기 SSE-2-YM배지에 현탁하여 15~25℃에서 11~17시간 동안 배양 후 멸균수로 희석하여 상기 SSE-2-YM배지에 도말하였다. 이 과정을 통해 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 상기 돌연변이체를 선별하기 위한 평판배지를 제조하고, 상기 평판배지에서 15~25℃의 온도를 유지하며 4~11일 동안 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 배양 후, 콜로니 중에서 진한 붉은색을 띄는 콜로니를 선별 분리하였다. 이 때 상기 콜로니(Colony)란, 세균 또는 단세포 조류(藻類)·균류(菌類) 등이 고형배지에서 육안으로 볼 수 있는 집단으로, 이것의 형성은 균의 종류나 배지의 조성·배양시간·온도·습도 등 많은 인자에 의하여 영향을 받는다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 배양을 실시하는 모습을 도시한다. 도 15(A)는 상기 평판배지에서 배양된 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 모균체를 도시하고, 도 15(B)는 상기 평판배지에서 배양된 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 선별균체를 도시한다. 상기 선별균체는 모균주 대비 기능성 성분을 고효율로 추출할 수 있게 되고, 도 15(C)는 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 상기 모균체와 상기 선별균체 간의 기능성 성분 함량을 비교하여 도시하였다. 상기 돌연변이체선별단계(S2200)를 통해 선별된 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 상기 선별균체는 건조균체 1g 당 아스타잔틴(astaxanthin)의 함량이 약 6.1 mg 및 7.4 mg에 도달하였다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 돌연변이체를 선별하기 위하여 균주를 상기 SSE-2-YM배지를 사용하여 24~27℃에서 중간대수기(mid-log phase)까지 진탕배양하고, 멸균수로 2회 세척한 후 0.05~0.15M 시트레이트(citrate) 완충용액 (pH 5.0~6.0)에 현탁하였다. 여기에 돌연변이 유도물질인 상기 NTG를 0.05~0.15 mg/ml의 농도로 첨가하여 24~27℃에서 15~25분간 진탕한 후 멸균수 및 0.05~0.15M 인산염(phosphate) 완충용액 (pH 6.5~7.5)으로 각각 1회씩 세척하고, 다시 상기 SSE-2-YM배지에 현탁하여 15~25℃에서 13~17시간 동안 배양 후 멸균수로 희석하여 상기 SSE-2-YM배지에 도말하였다. 이 과정을 통해 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 상기 돌연변이체를 선별하기 위한 평판배지를 제조하고, 상기 평판배지에서 15~25℃의 온도를 유지하며 4~11일 동안 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)를 배양 후, 콜로니 중에서 진한 붉은색을 띄는 콜로니를 선별 분리하였다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 배양을 실시하는 모습을 도시한다. 도 16(A)는 상기 평판배지에서 배양된 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 모균체를 도시하고, 도 16(B)는 상기 평판배지에서 배양된 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 선별균체를 도시한다. 도 16(C)는 액상배지에서 배양된 상기 모균체와 상기 선별균체를 도시한다. 상기와 같은 결과는, 액상배지에서 배양되어도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 상기 선별균체는 상기 모균주 대비 기능성 성분을 고효율로 추출할 수 있게 되고, 도 16(D)는 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 상기 모균체와 상기 선별균체 간의 기능성 성분 함량을 비교하여 도시한다. 상기 돌연변이체선별단계(S2200)를 통해 선별된 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 상기 선별균체는 1g 당 지아잔틴의 함량이 약 6.1 mg 및 6.9 mg에 도달하였다.
또한, 상기 제1배양단계(S2000)는 상기 돌연변이체를 포함하는 기능성미세조류를 수득하는 기능성미세조류수득단계(S2300)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 미세조류의 상기 선별균체를 배양하여 상기 기능성미세조류를 수득할 수 있다.
먼저, 도 15(D)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 선별균체의 회분식 배양을 실시하는 모습을 도시한다. 선별된 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)의 상기 선별균체를 95~105ml의 상기 SSE-2-YM배지가 들어있는 1000ml의 플라스크에서, 15~25℃의 온도를 유지시키며 2~4일 동안 진탕 배양하여 상기 선별균체를 활성화시킨다. 이 후, 활성화된 상기 선별균체를 5L의 상기 SSE-2-YM배지에서 2일에서 6일 동안, 상기 SSE-2-YM배지 내의 당이 완전히 소모될 때까지 배양한다. 15~25℃의 배양온도, pH 4.5~5.5의 산도, 및 95~105μ mol photons/m2s의 광도, 바람직하게는 20℃의 배양온도, pH 5.0의 산도, 및 100μ mol photons/m2s의 광도를 유지하면서 간헐적으로 소포제를 첨가한다. 이 때, 배지 내에 질소가 0.4%이상, 바람직하게는 0.5%이상 포함되어 있어야 세포성장에 무리가 없으며, 발효조 내에 공기와 산소를 공기(9~11):산소(0.5~1.5)의 비율로 섞어서 4~6vvm의 속도로 공급할 경우 공기만 공급했을 때보다 균체 수율이 증가하는 현상을 보인다. 본 과정을 반복하면서 5L 규모로 상기 선별균체를 지속적으로 배양한다.
한편, 도 16(E)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 선별균체의 회분식 배양을 실시하는 모습을 도시한다. 선별된 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 선별균체를 95~105ml의 상기 SSE-2-YM배지가 들어있는 1000ml의 플라스크에서, 24~27℃의 온도를 유지시키며 2~4일 동안 진탕 배양하여 균을 활성화시킨다. 이 후, 활성화된 상기 선별균체를 5L의 상기 SSE-2-YM배지에서 4일에서 11일 동안, 배지 내의 당이 완전히 소모될 때까지 배양한다. 24~27℃의 배양온도, pH 7.5~pH 9.5의 산도, 약 200~300μ mol photons/m2s의 광도, 바람직하게는 25~26℃의 배양온도, pH 8.0~pH 9.0의 산도, 약 250μ mol photons/m2s의 광도를 유지하면서 간헐적으로 소포제를 첨가한다. 이 때, 배지 내에 질소가 0.4%이상, 바람직하게는 0.5%이상 포함되어 있어야 세포성장에 무리가 없으며, 발효조 내에 공기와 산소를 공기(9~11):산소(0.5~1.5)의 비율로 섞어서 4~6vvm의 속도로 공급할 경우 공기만 공급했을 때보다 균체 수율이 증가하는 현상을 보인다. 본 과정을 반복하면서 5L 규모로 상기 선별균체를 지속적으로 배양한다.
이에 따라, 상기 미세조류인 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 배양함으로써 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주로부터 아스타잔틴(astaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 상기 미세조류인 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)를 배양함으로써 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 균주로부터 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 상기 제1배양단계(S2000)는 수득된 상기 기능성미세조류를 동결건조하고, 동결건조된 상기 기능성미세조류를 나노분말화하여 기능성미세조류분말을 수득하는 기능성미세조류소재화단계(S2400)를 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성미세조류소재화단계(S2400)를 통해 수득된 수득물을 개략적으로 도시한다. 상기 미세조류의 경우에는 나노분말로 쪼개지 않는다면, 강한 세포벽에 가로막혀 세포 내 기능성 성분을 발휘(상위동물에게 성분 흡수 이행)할 수 없다. 미생물의 먹이원으로써 작용하게 되는 기능성미세조류 동결건조 나노분말은 동물성미생물의 발효기작에 의하여 축산동물이 섭취하기에 용이한 상태로 효소화될 수 있다. 이에 따라, 배양된 상기 미세조류를 원심분리하여 떠오른 균체만을 포집한 후에, 동결건조하여 고체화한다. 고체화된 상기 미세조류를 나노분말로 가공한다. 도 17(A)는 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)로부터 수득된 기능성미세조류소재를 도시하고, 도 17(B)는 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)로부터 수득된 기능성미세조류소재를 도시한다.
이와 같이, 기능성미세조류를 나노분말화함으로써 동물성미생물의 발효기작에 의하여 축산동물이 섭취하기에 용이한 상태로 효소화되는 효과를 발휘할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방배지제조단계(S3000)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 한방배지제조단계(S3000)는, 한방재료를 가압열탕하여 상기 한방유기재료를 수득하는 재료준비단계(S3100); 상기 한방유기재료를 분쇄하는 분쇄단계(S3200); 및 분쇄된 상기 한방유기재료, 상기 미네랄복합체, 및 상기 기능성미세조류분말을 혼합하여 상기 한방배지를 제조하는 제조단계(S3300); 를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 한방배지제조단계(S3000)는, 십전대보탕의 약재로 쓰이는 한방재료인 인삼, 백출, 백복령, 감초, 숙지황, 백작약, 천궁, 당귀, 황기, 육계(계피껍질)와 미강, 맥강, 율무를 가압열탕 후, 잘게 분쇄하여 상기 SSE-2수용액 및 상기 미세조류의 나노분말을 혼합하여 한방배지를 조성한다. 이는 상기 한방배지에서 기능성동물성미생물을 배양하기 위함이다. 바람직하게는, 배양된 상기 동물성미생물이 상기 SSE-2수용액 및 상기 미세조류의 기능성 성분을 체내에 가지게 되며, 또한 상기 한방배지에 풍부히 포함되어 있는 기능성 영양조건을 두루 갖춘 기능성 복합발효액을 얻어내기 위함이다.
예로부터 기력회복, 면역력증강, 식욕부진개선, 허약체질개선, 혈액순환개선에 효능이 있어서 체력저하, 피로권태, 식욕부진, 빈혈, 손발이 찬 증상 등에 효능이 있음이 알려져온 십전대보탕은 동의보감에 이르길 구규출혈(九竅出血 사람의 눈과 코, 입, 항문 등 모든 구멍에서 피가 나는 증세), 음불득어(음병으로 벙어리가 됨). 통혈치법(通血治法 월경을 통하게 하는 방법) 등에 등장이 되며 "허로로 기와 혈 양쪽 모두 허한 것을 치료하여 음양을 고르게 한다."는 내용이 있다. 상기 십전대보탕은, 인삼, 백출, 백복령, 감초, 숙지황, 백작약, 천궁, 당귀, 황기, 육계(계피껍질)를 그 재료로 한다. 해당 재료들은 체질에 따라 쓰임새를 달리 해야 하나, 발효과정을 거친 효소를 섭취함에 있어서는 동물이나 사람 모두가 식이 가능한 건강에 이로운 물질이 된다.
발효란, 미생물의 생리활성작용을 의미한다. “유익균”이란, 동물이나 사람의 체내에서 이로운 역할을 하는 균을 의미하는데 보통 유산균을 의미한다. 상기 유산균은, 당을 발효시켜 유산을 생성하는 간균, 그람 양성을 나타내며 포자(胞子)를 가지지 않는다. 유산간균과(Lacto-bacill-aceae)의 유산균속(Lacto-bacillus)에 속한다. 상기 유산균은 대부분 미호기성(微好氣性) 또는 혐기성이다. 미생물의 생리활성작용의 산물 즉, 배설물은 효소를 의미하는데, 상기 유산균의 왕성한 효소생성을 위해서는 상기 유산균의 영양원이 되는 유기물과 무기물이 적절히 배합되어 있는 환경이라야 하며, 적정온도, 적정습도, 적정광도(빛의양), 적정pH가 지켜져야 한다. 모든 미생물은 점유하려는 성질을 가지기 때문에, 특정 균이 속한 범위 내에 다른 균의 침입이나 발생이 억제된다. 즉, 발효균이 점유하는 범위의 생태 속에서는 부패균이 발생되거나 침입되지 못하며, 침입되었다 하더라도, 발효균의 점유 성질로 인해 부패균은 사멸하게 된다. 이는 발효된 장류 또는 발효액이 썩지 않는 이유이다. 그렇지만 강성을 가진 부패균이 피어나면 소량이라도 발효균을 사멸시킬 수 있으므로, 기타 균의 침입을 막아주는 것이 좋다. 효소는 재료의 다양성에 따라서 그 효능을 달리한다. 산야초를 발효시키면 산야초 효소가 되고, 매실을 발효시키면 매실효소가 된다. 한방재료를 발효시켜 얻은 효소는 한방효소가 된다. 본 발명 일 실시예의 상기 십전대보탕의 재료와 미강, 맥강, 율무를 발효시킨 한방효소의 효능은 여러 가지가 있을 수 있겠으나, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 미세조류의 기능성 성분과 함께 발효하여 축산물의 면역효과를 증명하는 실험을 통해 기능성 효소로써의 가치를 증명하려 한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 재료준비단계(S3100)에서 가압열탕되는 한방재료들을 개략적으로 도시한다. 상기 한방재료의 성분은 아래와 같다.
<인삼>: 도 19(A)에 도시된 인삼은, 원기를 보하고 신체허약, 권태, 피로, 식욕부진, 구토, 설사에 쓰이며 폐기능을 도우며 진액을 생성하고 안신작용 및 신기능을 높여 준다. 약리작용은 대뇌피질흥분과 억제, 평형, 항피로, 항노화, 면역증강, 심장수축, 성선촉진, 고혈당억제, 단백질합성촉진, 항상성 유지, 항암, 해독작용 등이 보고되었다. 본 발명의 일 실시예에서의 상기 인삼은 쓰임새에 비하여 원가가 비싸기 때문에, 같은 사포닌 성분을 지는 더덕이나 도라지로 교체 사용하여도 무방하다.
<백출>: 도 19(B)에 도시된 백출은, 약리적으로 체중 증가와 지구력 증가, 탐식 능력을 증가, 세포 면역 기능 촉진이 보고되었다. 또한 장관(腸管) 억제 작용과 흥분 작용을 조절, 항궤양 및 간 기능 보호 작용, 면역 기능 항진작용, 혈관 확장 작용, 이뇨 작용 및 혈당 강하 작용, 항암 작용 등이 보고되었다.
<백복령>: 도 19(C)에 도시된 백복령은, 옛부터 강장제로 사용되었다. 폐경(肺經)·비경(脾經)·심경(心經)·신경(腎經)·방광경(膀胱經)에 작용하여 비장을 보하고 가래를 삭이며 정신을 안정시킨다. 약리실험 결과에 의하면 이뇨작용과 혈당량을 낮추는 작용, 진정작용 등을 하는 것으로 밝혀졌으며 면역 부활작용을 하는 것으로도 알려져 있다. 비장이 허(虛)하여 몸이 붓는 경우와 담음병에 사용한다. 그 밖에 게우는 데나 복수·설사·건망증·수면장애 등에도 처방한다. 위·간·이자·신장 등의 질병에도 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 질병을 앓고 난 후 허약한 사람이나 만성 위장병 환자 등의 치료를 위한 약재로 이용된다. 또 남녀의 임독성 질병은 물론 모든 성병과 부인병에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
<감초>: 도 19(D)에 도시된 감초는, 모든 약의 독성을 조화시켜서 약효가 잘 나타나게 하며 장부의 한열과 사기를 다스리고 모든 혈맥의 소통을 잘 시키며 근육과 뼈를 튼튼히 한다.
<숙지황>: 도 19(E)에 도시된 숙지황은, 지황(地黃)의 뿌리를 쪄서 말린 한약재를 말한다. 상기 숙지황은 사물탕(四物湯)의 주요 약재이며 각종 만성병 중 몸이 허약하여 나타나는 내열(內熱), 인후건조(咽喉乾燥), 갈증 등의 증상에 쓰인다. 사물탕은 여성의 출산 후나 월경 등으로 인한 과다출혈, 허약, 어지럼증 등에 널리 쓰인다. 예로부터 허담(虛痰)을 치료하는 데 효과가 있어 차로 달여 마셨으며, 기침과 천식에 복령(茯笭)·반하(半夏) 등과 배합하여 사용하였다.
<백작약>: 도 19(F)에 도시된 백작약은, 약리 실험에서의 페오니플로린 성분은 진정(鎭靜) 작용·진통 작용·진경(鎭驚) 작용·해열 작용·소염 작용·항궤양 작용·혈압강하 작용·관상혈관확장 작용을 나타내고, 페오놀 성분은 진정 작용·해열 작용·진통 작용·진경 작용·소염 작용·지혈 작용을 나타냈다.
<천궁>: 도 19(G)에 도시된 천궁은, 진정·진통·강장 등에 효능이 있어 두통·빈혈증·부인병 등을 치료하는데 쓴다. 9~11월에 근경을 캐어 잎과 줄기를 제거하고 햇볕에 말린후 3~6g을 달여서 복용하거나, 환제(丸劑)나 산제(散劑)로 하여 사용한다.
<당귀>: 도 19(H)에 도시된 당귀는, 몸의 물질대사 및 내분비 기능을 돕고, 혈액 순환을 좋게 하므로, 활력 증진을 통해 식욕을 증진시킨다. 또한, 혈액순환으로 인한 부인병 치료에 도움을 줄 수 있다.
<황기>: 도 19(I)에 도시된 황기는, 전통적으로 황기가 주로 사용되었던 질환은 만성피로, 식욕상실, 빈혈, 상처회복, 발열, 알레르기, 자궁출혈, 자궁탈(uterine prolapse) 등이다.
<육계>: 도 19(J)에 도시된 육계는, 녹나무과 식물인 육계나무(계수나무) Cinnamomum cassia Blume의 껍질을 말린 것이다. 신경(腎經)·비경(脾經)·심경(心經)에 작용한다. 신양(腎陽)을 북돋우고 비위(脾胃)를 따뜻하게 하며 혈액 순환을 촉진하고 어혈을 없애며 통증을 멎게 한다. 약리 실험에서 건위(健胃) 작용, 해열 작용, 항균 작용, 혈액 순환 촉진 작용 등이 밝혀졌다.
<미강>: 도 19(K)에 도시된 미강은, 벼에서 왕겨를 뽑고 난 다음 현미를 백미로 도정하는 공정에서 분리되는 고운 속겨를 말한다. 종래에는 EM균으로 발효하여 가금류의 조사료로 흔히 활용한다. 흔히 구하기 쉽고 재료비가 저렴하다는 장점이 있다. 미생물이 증식하는데에는 당류 및 탄수화물류가 필요한데, 그러한 양질의 영양원으로 작용하기 때문에 아주 좋은 발효원이 된다.
<맥강>: 도 19(L)에 도시된 맥강은, 보리를 찧을때 나오는 등겨를 말한다. 종래에는 상기 EM균으로 발효되여 가금류의 조사료로 흔히 활용한다. 흔히 구하기 쉽고 재료비가 저렴하다는 장점이 있다. 미생물이 증식하는데에는 당류 및 탄수화물류가 필요한데, 그러한 양질의 영양원으로 작용하기 때문에 아주 좋은 발효원이 된다.
<율무>: 도 19(M)에 도시된 율무는, 약리연구를 통하여 항종양, 인체면역력 제고, 진통, 해열, 항염, 항혈당 등의 작용이 있는 것으로 알려져 있다. 미생물이 증식하는데에는 당류 및 탄수화물류가 필요한데, 그러한 양질의 영양원으로 작용하기 때문에 아주 좋은 발효원이 된다.
<SSE-2수용액>: 도 19(N)는 상기 SSE-2수용액을 도시한다. 수득된 상기 미네랄복합체의 미네랄 함유량은 앞서 기재된 상기 표 3과 같다. 상기 표 3의 성분 분석 결과는 수득된 이온수 1중량부에 대해 증류수 950 내지 1050중량부를 희석한 미네랄 성분검사이다. 미네랄이 풍부한 조건에서 미생물과 미세조류 및 축산동물은 면역력을 가지게 되고, 건강한 성장에 관하여 유용한 조건을 가지게 된다.
<기능성미세조류분말>: 상기 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma), 상기 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)의 기능성 유효성분인 아스타잔틴(astaxanthin), 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)이 풍부히 함유된 상기 한방배지를 제조하기 위해 첨가하는 것이다. 미세조류는 나노분말로 쪼개지 않는다면, 강한 세포벽에 가로 막혀 세포 내 기능성 성분을 발휘(상위동물에게 성분 흡수 이행)할 수 없다. 때문에 동결건조 후 나노분말로 쪼개어 배지 영양 급이하는 것이다. 미생물의 먹이원으로써 작용하게 되는 상기 기능성미세조류 동결건조 나노분말은 상기 동물성미생물의 발효기작에 의하여 축산동물이 섭취하기에 용이한 상태로 효소화 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 한방재료를 가압열탕 하기위한 그 재료의 비율은, 인삼 0.1~0.3%중량부, 백출 0.3~0.5%중량부, 백복령 0.5~0.7%중량부, 감초 0.9~1.1%중량부, 숙지황 0.2~0.4%중량부, 백작약 0.2~0.4%중량부, 천궁 0.5~0.7%중량부, 당귀 0.05~0.15%중량부, 황기 0.7~0.9%중량부, 육계 0.1~0.3%중량부, 미강 25.5~35.5%중량부, 맥강 10~20%중량부, 율무 6~10%중량부, SSE-2수용액 37~47%중량부이다. 바람직하게는, 중량을 설정하여 각각의 비율대로 재료를 준비한다. 더욱 바람직하게는, 중량을 9~11kg으로 계산하여 각각의 비율대로의 재료를 준비한다. 준비된 재료는 흐르는 물에 깨끗이 씻은 후에 가압열탕한다. 가압열탕기구로는 한방약재용 가압열탕기를 사용하였으며, 가압열탕 시간은 물이 끓는 시각으로부터 1시간~2시간 동안으로 하였는데 내부온도는 150~200°C가량이 된다. 생수를 제외한 준비된 재료를 모두 망에 넣고 찌는 것이 다음 공정을 위해서 좋다. 1시간~2시간 동안 가압열탕한 후에는 온도를 실온에서 서서히 50~90°C까지, 바람직하게는 70°C까지 열원에서 멀리하는 방식으로 줄이고 압력을 줄인다.
가압열탕이 끝나고 수득물이 식은 뒤에는 가압열탕추출수와 한방유기물고체를 서로 분리한다. 분리하는 이유는 수득된 상기 가압열탕추출수의 중량을 정량화하기 위함이다. 즉, 상기 한방유기물고체를 망에 담고 힘껏 물기를 꾹 짜내어 상기 가압열탕추출수와 상기 한방유기물고체를 서로 분리한다. 본 발명의 일 실시예에서 수득된 상기 가압열탕추출수의 중량을 기준으로, 다음 실험에서 수득된 상기 가압열탕추출수가 상기 기준을 능가하거나 모자라면 생수를 추가하거나 열을 가하여 졸여 상기 기준의 중량이 되도록 정량화한다. 이 공정은 온도가 50~90°C정도 일 때, 바람직하게는 70°C정도일 때에 행하는 것이 좋다. 미강과 맥강에서 추출된 일부의 전분 성분이 액상을 걸죽하게 만들기 때문임이 첫 번째 이유이고, 온도가 너무 뜨거우면 본 공정을 실행하기 어려운 것이 두 번째 이유이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 한방배지제조단계(S3000)는, 상기 한방유기재료를 분쇄하는 분쇄단계(S3200)를 포함할 수 있다. 상기 분쇄단계(S3200)에서는, 상기 가압열탕추출수와 상기 한방유기물고체를 다시 섞어서 고체를 분쇄하도록 한다. 분쇄는 믹서기로 갈아 곱게 분쇄하는 것이 좋다. 미생물이 접종되면 크기가 작을수록 미생물의 분해기작(미생물이 유기물을 분해하여 효소를 생성해내는 과정)이 수월해지기 때문이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방배지를 제조하기 위한 재료들을 개 략적으로 도시한다. 도 20(A)는 상기 한방유기재료를 도시하고, 도 20(B)는 상기 가압열탕추출수를 도시하고, 도 20(C)는 상기 기능성미세조류분말을 도시한다. 상기 한방배지제조단계(S3000)는, 상기 한방유기재료, 상기 미네랄복합체, 및 상기 기능성미세조류분말을 혼합하여 상기 한방배지를 제조하는 제조단계(S3300)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가압열탕추출수, 상기 한방유기물고체를 다시 섞어서 고체를 분쇄한 상기 한방유기재료, 및 상기 미네랄복합체로 제조된 상기 배지에서 배양된 상기 기능성미세조류분말을 혼합하여 상기 한방배지를 제조할 수 있다. 상기 한방배지를 제조하기 위한 상기 기능성미세조류분말의 희석 비율은 전체 중량의 11.5~17%중량부, 바람직하게는 13.5~15%중량부이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2배양단계(S4000)의 세부 단계들을 개략적으로 도시한다. 상기 제2배양단계(S4000)는, 상기 한방배지를 혐기성 환경으로 조성하는 환경조성단계(S4100): 상기 한방배지에 동물성미생물을 접종하는 미생물접종단계(S4200); 상기 동물성미생물을 배양하여 기능성동물성미생물을 수득하는 기능성미생물수득단계(S4300); 및 상기 한방배지로부터 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 한방발효이온미네랄복합체수득단계(S4400); 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2배양단계(S4000)에서 접종할 상기 동물성미생물은, 질병 저항력, 폐사율 감소, 면역력 증강, 및 장내정상균층상 형성에 효과가 있는 것으로 알려진 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 및 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 장내유효균의 증식, 유해균억제, 질병에 대한 저항성에 효과가 있는 것으로 알려진 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens), 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 클로스트리듐 브티리컴(Clostridium butyricum) 중 하나 이상을 포함한다. 상기 동물성미생물의 효과 및 효능은 하기와 같다.
<아스퍼질러스 오리재, 아스퍼질러스 니거>: 단백질 및 탄수화물 분해효소인 Amylase, Protease, Cellulase, Xylanase, Mannanase에 대한 활성기능을 가진다.
<바실러스 아밀로리퀴페시언스>: 독소를 생산하는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus)균의 증식을 효율적으로 억제하고, 발효과정 중에 생성되는 바이오제닉 아민(Biogenic amine)을 억제하는 기능이 우수하다. 이러한 특성으로 인하여 바실러스 아밀로리퀴페시언스 및 이의 배양액은 발효식품 제조용 미생물 제제, 발효식품의 스타터 등으로 사용된다.
<바실러스 서브틸리스>: 축산동물의 체내에서 항진균활성을 갖는 길항균주이고, 축산 분뇨에서 발생하는 암모니아 가스 내의 악취 유발물질을 분해하여 추가적인 설비 없이 악취를 제거할 수 있다. 또한, 셀룰라아제, 자일라나아제, 만난아제, 아밀라아제, 프로테아제, 리파아제 등을 동시에 분해하는 소화효소생산능이 우수하다.
<락토바실러스 플랜타럼, 락토바실러스 카세이>: 산을 생성하여 저분자 탄수화물을 분해할 수 있고, 부패균에 대한 항균물질을 생산할 수 있어 식품부패를 방지할 수 있다. 또한, 항생제 내성기작과는 관련이 없는 항균기작을 가지는 Bacteriocin이라는 항균펩타이드를 생산할 수 있다.
<비피도박테리움 롱검, 비피도박테리움 비피덤>: 비피도박테리움 속 세균은 편성혐기성, 그람양성의 간균이며, 1몰(mole)의 포도당을 발효하여 초산 1.5몰(mole)과 젖산 1몰(mole)을 생성한다. 인체의 장내 세균 중 주요 균총 중의 하나로 특히, 모유를 섭취하는 유아의 장내 균총 중의 90% 이상은 비피도박테리아로 이루어져 있다. 그러나 이유식 섭취 이후에 비피도박테리아의 숫자는 감소하며 전체 균총 중의 10~20% 수준으로 존재하다가 노인이 되면서 더욱 감소하는 특징이 있다. 모유를 섭취하는 유아의 경우 설사와 같은 질병 이환율이 낮은데 그 이유 중의 하나로써 모유아의 장내에는 비피도박테리아가 우점종으로 증식하고 있기 때문이다. 이러한 작용 이외에도 비피도박테리아의 항돌연변이 효과, 면역기능 증강효과, 항암효과, 혈중 콜레스테롤의 감소효과 등 인간의 건강 유지에 중요한 역할을 한다고 보고되었다.
<클로스트리듐 브타리컴>: 병원성 미생물에 대한 길항능성을 가진다.
상기 한방배지 내에서 상기 동물성미생물은 상기 미네랄복합체, 상기 한방유기물질, 상기 기능성미세조류의 기능성 성분을 섭취하면서 증식하게 되는데, 본 과정에서 상기 동물성미생물은 강력한 면역력을 발휘하는 상기 기능성미세조류의 카로티노이드(carotinoid) 색소 중 베타-카로틴(beta-carotene), 아스타잔틴(Astaxanthin) 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화 시키게 된다. 또한 상기 미네랄복합체의 미량원소성분과 게르마늄 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화 시키게 된다. 또한 한방재료배지의 사포닌 등의 한방기능성분을 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화 시키게 된다.
상기 한방배지제조단계(S3000)를 통해 제조된 상기 한방배지는, 액체와 고체가 적절히 배합된 반고체 배지조성물이 되어 미생물을 접종하기에 좋으며, 발효적정 온도는 10~50℃, 바람직하게는 15~45℃ 이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2배양단계(S4000)는, 상기 한방배지를 혐기성 환경으로 조성하는 환경조성단계(S4100)를 포함할 수 있다. 이는 접종하려는 균종은 모두 혐기성 또는 미호기성균에 속하기 때문이다. 상기 한방배지의 뚜껑은 통기가 되지 않도록 덮어서 혐기성 환경을 조성하고 빛 또한 차단한다. 발효용 용기는 타 균종이 속해 있지 않은 소독된 플라스틱 용기를 선택한다. 플라스틱 용기는 오목한 용기보다는 넓적하고 상대적으로 큰 용기를 선택하여야 하는데, 이는 발효 과정에서 발생되는 열을 균일케 하기 위함이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2배양단계(S4000)가 실시된 모습을 개략적으로 도시한다. 상기 제2배양단계(S4000)는, 상기 한방배지에 상기 동물성미생물을 접종하는 상기 미생물접종단계(S4200), 및 상기 동물성미생물을 배양하여 상기 기능성동물성미생물을 수득하는 상기 기능성미생물수득단계(S4300);를 포함할 수 있다.
도 22(A)는 상기 한방배지에 상기 동물성미생물이 접종된 모습을 도시한다. 접종된 후 상기 한방배지는, 상기 환경조성단계(S4100)를 통해 조성된 발효환경을 유지시킨다. 다만, 미생물이 접종된 후 발효과정에서 열이 발생하게 되는데, 그 온도는 최대 35~65℃ 이다. 이로 인해 1일에 한 번씩 상기 한방배지를 소독된 기구로 휘저어 주어 열을 고르게 분산시켜야 한다. 다만, 본 발명에서는 대량으로 배양하지 않았기 때문에 열이 크게 오르지는 않는다. 더욱 바람직하게는 1일에 한번 배지를 섞어 주기 위하여 뚜껑을 열 때에 질소기체를 소량 불어주는 것이 좋은데, 뚜껑을 열었을 때에 많은 산소의 유입은 좋지 않기 때문이다. 발효는 본 환경에서 29~31일 간 실행해 주도록 한다. 도 22(B)는 상기 한방배지가 30일 간 발효된 모습을 도시한다. 30일 간 발효된 상기 한방배지에서는 갈색의 막이 형성되면서 몽글몽글 가스가 발생되어 기포가 올라온 모습이었다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효이온미네랄복합체수득단계(S4400)를 통해 수득된 한방발효액제를 도시한다. 상기 제2배양단계(S4000)는, 상기 한방배지로부터 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 상기 한방발효이온미네랄복합체수득단계(S4400)를 포함한다. 30일 간 발효된 상기 한방배지를 고르게 섞어주어 상기 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득할 수 있다. 수득된 상기 한방발효이온미네랄복합체에 함유된 기능성분을 표 4와 같이 분석하였다.
Niacin Natrium Protein Carbohydrate Retinol Beta-carotene
8.20mg 55.70mg 25.90g 27.70g 182.10μg 13,672.00μg
Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B6 Vitamin C Vitamin E
2,278.00μgRE 0.50mg 0.61mg 0.16mg 55.30mg 2.39mg
Dietary Fiber Zinc Folic acid Phosphorus Lipid Iron
14.01g 1.16mg 520.00μg 529.00mg 1.20g 14.20mg
Potassium Calcium Cholesterol Ash Ge -
1,170.00mg 125.00mg 0.00mg 12.60g 0.12g -
기능성 영양성분 분석 [Omega-3 Fatty acids]: Nutritional analysis
8.10 mg
기능성 영양성분 분석 [EPA, DHA]: Nutritional analysis
DHA EPA
6.60 mg 3.40 mg
기능성 영양성분 분석 [Astaxanthin]: Nutritional analysis
5.37 mg
기능성 영양성분 분석 [Lutein]: Nutritional analysis
3.21 mg
기능성 영양성분 분석 [Zeaxanthin]: Nutritional analysis
2.45 mg
게르마늄(Ge)은 복용 후 인체 내에서 각종 임무를 마친 후 약 20-30시간 안에 인체 내에 있는 암 세포, 독소, 오염물질, 중금속 등을 붙들고 축적되는 것 없이 소변을 통해 인체에서 완전히 빠져나가므로 전혀 독성이 남지 않아 매우 안전하다. 상기 게르마늄은 만성피로 완화, 항산화력, 심장과 폐기능 향상, 노폐물질 분해, 면역기능 향상, 생식기능 향상, 암 예방, 질병예방, 백내장 진전 저하, 수술 후의 회복 및 면역력을 향상시키는 등의 효능이 있다.지방산의 한 종류인 오메가-3(Omega-3)는 이상지질혈증 치료 또는 지방질 공급에 사용되는 약물이다. 오메가(ω)란 '마지막, 끝'을 뜻하는 단어로, 화학구조에서 이중결합의 위치가 끝에서 3번째 탄소에서 처음 나타나는 지방산을 통틀어 오메가-3(Omega-3)로 명명하게 되었다. 오메가-3(Omega-3)는 경구약의 형태로 간에서 중성지방 합성을 감소시키고, 다른 약물과 함께 심근경색의 재발을 예방한다. 상기 오메가-3(Omega-3)란 불포화지방산의 일종으로, 신경세포막과 망막에 분포하며, 세포막에서 전기적인 자극을 빠른 속도로 다음 세포에 전달하는 역할을 하며 인체 안에서 세포를 보호하고 세포의 구조를 유지시키며 원활한 신진대사를 돕고 혈액의 피막형성을 억제하고, 뼈의 형성을 촉진시키는 동시에 강화하는 작용을 하는 것으로 보고되고 있으며, 오메가-3(Omega-3) 지방산 종류에는 알파 리놀렌산(Alpha-linolenic acid: ALA), 도코사헥사에노산(Docosahexaenoic acid: DHA), 에이코사펜타에노산(Eicosapentaenoic acid: EPA), 스테아리돈산 (Stearidonic acid: SDA), 에이코사테트라에노산(Eicosatetraenoic acid: ETA)이 있으며, 리놀레산 (linoleic acid), 아라키돈산(arachidonic acid)은 오메가-6 지방산으로 분류되고 있다. 상기 DHA는, 탄소 수 22개, 이중결합 6개를 갖는 오메가-3(Omega-3) 계열의 고도불포화지방산의 일종으로, 자연계의 담수, 해수 중에 서식하는 식물 플랭크톤 및 해조류가 주로 생합성하고 있는 것으로 알려져 있다. 스스로 상기 DHA를 만들 수 없는 어류, 갑각류, 조개류 등은 먹이연쇄에 의해 상기 DHA를 함유한 식물을 섭취함으로써 체내에 중성지방의 형태로 상기 DHA를 축적하고 있다. 사람 또한 상기 DHA를 생합성하는 데 필요한 효소가 체내에 존재하지 않기 때문에 필요로 하는 상기 DHA를 함유하는 음식의 섭취에 의존하지 않으면 안 된다. 상기 EPA는, 상기 DHA 및 DPA와 함께 음식물을 통해 섭취해야만 하는 불포화지방산(오메가-3(Omega-3) 지방산)으로 콜레스테롤 저하, 뇌기능 촉진 등 각종 질병 예방에 효과가 있다. 상기 DHA 및 상기 DPA와 같이 안구 뒤쪽에 위치한 망막세포와 기억력을 관장하는 대뇌 해마세포의 주성분인 오메가-3(Omega-3) 지방산의 일종이다. 몸 안에서 생성되지 않기 때문에 음식물을 통해 섭취해야 한다. 식물성 플랑크톤이나 해수산 클로렐라 등에 많이 함유되어 있고, 이를 먹는 어류 또는 이 어류를 먹이로 하는 물개 등 해양포유류의 몸에 축적된다. 고급생선보다는 고등어, 꽁치, 참치 등의 등 등푸른 생선에 많이 함유되어 있는데, 함유량이 가장 많은 것은 정어리이다. EPA는 인체기능에 꼭 필요한 영양소일 뿐 아니라 혈중 콜레스테롤 저하와 뇌기능을 촉진시키는 작용을 하고 중성지방과 혈중 콜레스테롤 함량을 낮추고 혈전 형성을 억제하므로, 혈압 저하의 생리작용을 갖는 고혈압증, 동맥경화증, 심근경색증 등의 성인병과 류머티스성 관절염, 심장질환, 동맥경화증, 폐질환의 예방하는 효과가 있다. 현재 상기 EPA를 함유하는 식품은 건강기능식품으로서 많이 식용되고 있으며, EPA 제제는 혈소판응집에 의한 혈전증 예방약으로도 시판되고 있다.
이에 따라, 상기 미네랄복합체, 상기 기능성미세조류, 및 상기 한방배지의 복합적인 기능성 성분을 섭취함으로써 상기 기능성동물성미생물이 상기 미네랄복합체의 미량원소성분 및 게르마늄, 강력한 면역력을 발휘하는 상기 기능성미세조류의 카로티노이드(carotenoid) 색소 중 베타-카로틴(beta-carotene) 및 아스타잔틴(astaxanthin) 성분, 및 상기 한방배지의 사포닌 등의 한방기능성분을 체내에 지니거나 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 한방발효 이온 미네랄 복합체는, 미네랄복합체, 기능성미세조류분말, 및 한방유기재료를 포함하는 한방배지; 및 상기 한방배지에서 배양된 동물성미생물을 포함하는 기능성동물성미생물; 을 포함하고, 상기 미네랄복합체는, 비금속무기재료로부터 수득된 기능성성분을 가진 결정이 저분자화, 저밀도화, 및 이온화되고, 상기 기능성미세조류분말은, 상기 미네랄복합체를 포함하는 배지에서 배양된 미세조류를 포함할 수 있다.
이에 따라, 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 담수 또는 해수 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성미세조류 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 토양 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성미생물 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 비금속무기재료는 맥반석, 규석, 장석, 흑운모, 및 모려 중 하나 이상을 포함하고, 상기 미세조류는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실험 결과(SPF 닭(육계) 생산관리 실험)
본 실험은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 생산한 육계에게서 나타나는 항산화 및 면역력을 척도하기 위한 오메가-3(Omega-3), EPA, DHA 성분량을 검사하고, 또한 건강한 성장에 미치는 영향을 평가함을 주된 목적으로 한다. 또한, 동물실험 시에 사용될 수 있는 SPF동물로써의 유효성을 평가하기 위한 Specific pathogen 미생물 모니터링을 실시하여 상기 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 사양관리된 SPF 양계산물임을 증명함을 부가적 목적으로 한다. 위의 제조공정을 통하여 수득된 상기 한방발효이온미네랄복합체에는 다양한 기능성 미네랄 성분과 Omega-3, EPA, DHA, Astaxanthin, Lutein, Zeaxanthin 성분을 함유함으로써 축산물의 성장촉진에 기능을 나타낼 뿐 아니라, 질병에 대한 면역력을 가지게 하며, 또한 상기 성분들이 축산물 체내(세포 내)에 잔류하게 한다. 또한 상기 성분들이 풍부한 축산물을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분은 전이된다. 때문에, 좋은 사료첨가제를 섭취한 축산물을 섭취하는 인간에게까지 해당 면역력 성분은 기능을 발휘한다 할 수 있다.
상기 SPF동물은 Specific Pathogen Free 즉, 특정한 병원성 미생물에 감염되지 않은 것이 확인된 실험동물을 의미한다. 흔히 '무균, 무병동물'이라는 단어로 사용되기도 하나 모든 미생물이 없는 동물은 아니므로 '특정병원체 부재동물'이라는 단어가 정식 표현이다. 동물실험을 할 때 실험동물이 특정한 병원체에 불현성으로 감염되면 외견상 특별한 병적 증세나 소견을 보이지는 않으나, 일정한 실험적 자극을 가했을 경우에 정상적인 동물에서 보이는 반응과 다른 비정상적인 반응을 보여 실험성적에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 상기 SPF동물을 이용한 실험이 중요하다.
1. 공통실험조건
대상 종 및 사육기간: 동일한 부화시설에서 부화하여 입추(入雛)하였다. 대상 종은 대한민국에서 기르는 일반적인 육계(肉鷄) 종을 사용하였다. 31일 간 사육 후 평가를 수행하였다.
사육밀도: 실험군과 대조군 모두 25평의 동일한 계사에 육계 1,000수씩을 입추하였다. 실험군과 대조군 각각에 입추된 병아리가 도 24에 도시되어 있다. 도 24(A)는 대조군의 계사를 도시하고, 도 24(B)는 실험군의 계사를 도시한다.
시설: 일정 온도로 가온 하여 육추(育雛)하며, 자동급이기, 자동급수기 등을 갖춘 현대적 사양관리시설에서 사육하였다.
사료: 실험군과 대조군에 동일한 연령별 J사의 일반육계사료제품을 선정하여 급이 하였다. 다만, 실험군과 대조군이 성장하는 속도가 달랐기 때문에 소화속도가 서로 상이하여, 급이량에서는 차이가 있었다.
입추시의 사료 급이: 충분한 수수(獸數)가 2∼3시간동안 물을 섭취하게 한 이후에 사료를 급여하였다. 사료 급여 4∼5시간 후 불특정 선정하여 모이주머니를 만져보아 사료를 먹었는지 확인하고, 또한 소화가 되었는지 확인하면서 사료를 급여하였다. 입추 후 2∼3일간은 물로 사료를 버무려서 손으로 쥐었다가 놓으면 다시 풀어질 정도로 하여 1∼2시간 불린 사료를 바닥의 종이 위에 뿌려 주거나, 보조급이기를 이용하여 급여하였다. 2∼3일간은 물에 버무린 사료를 일일 6∼7회 급여하였다.
체중별 사료 급이: 닭의 사육에서는 연령별로 사료를 급이하지만, 본 실험에서는 체중을 더욱 중요시하여, 체중 별로 사료급이량을 정하였다. 하기 표 5와 같은 체중 별 사료요구율에 비례하여 사료를 급이 하였다.
체중(g) 사료섭취량 누계(g) FCR(사료요구율)
137 135 0.99
340 435 1.26
687 1,005 1.46
1,114 1,767 1.59
1,585 2,694 1.70
온습도관리: 온습도관리는 사료요구율에 가장 크게 영향을 미치는 요인으로 온도가 낮을 경우 사료 섭취량을 증가시켜 체열 손실을 보충하려고 하며, 필요 이상으로 온도가 높을 경우 연료비가 증가하고 암모니아 가스 발생도 증가하기 때문에, 하기 표 6와 같은 연령별 적정 온습도관리를 시행하였다. 하기 삿갓은 사육장 내 열원으로써, 병아리들이 추울 때 열원으로 접근하거나 멀리하면서 체온을 조절할 수 있도록 하는 장치이다.
구분 입추 1주 2주 3주 4주 5주
온도(℃) 삿갓내 35 32 29 26 23 23
실내 28 26 24 22 10 10
습도(%) 75 70 65 65 63 60
기타관리: 사료통과 물통은 무엇보다도 깨끗하게 유지하는 것이 중요하다. 물통은 매일 물로 씻고 정기적으로 음수 겸용 소독제로 소독하였다. 급이관리의 요령은 병아리 시기에 충분한 급이 공간을 확보하는데 있다. 보조급이기는 5∼7일 령부터 제거하기 시작하여, 10일령에 완전히 제거하였다. 급이기가 높을 경우 균일도와 사료요구율이 불량해지기 때문에 급이기 주위의 깔 짚을 관찰한 후 급이기의 높이를 닭의 등 높이와 같도록 수시로 조절하고, 급이기 내 사료량을 1/3이하로 유지하여 사료의 허실을 적게 하였다. 사료급이기를 자주 작동하여 사료 섭취를 자극하였다.
2. 실험군 실험조건
본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험의 실험군은, 대조군과 같은 조건하에서 육계를 사양관리하되, 음용수 및 사료배합첨가 물질에서만 차이를 두었다. 실험군의 상기 음용수는 일반 급이용 음용수를 제외하고, 상기 한방발효이온미네랄복합체를 첨가하였다.
실험군의 상기 음용수는 상기 한방발효이온미네랄복합체를 표 7과 같은 보은읍의 지하수에 5~20%, 바람직하게는 10~15%가량 희석하여 급이하였다.
시험항목 단위 결과
칼슘 mg/L 5.33
칼륨 mg/L 1.04
마그네슘 mg/L 3.75
나트륨 mg/L 8.82
규소 mg/L 9.36
이산화규소 mg/L 0.25
철 mg/L 0.10
게르마늄 mg/L 불검출
아연 mg/L 불검출
인 mg/L 0.12
바나듐 mg/L 불검출
게르마늄 mg/L 불검출
유황 mg/L 불검출
3. 대조군 실험조건
본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험의 대조군은, 실험군과의 대조실험을 위해 일반적으로 육계를 사양관리하였다.
대조군의 상기 음용수는 상기 표 7과 같은 보은읍의 지하수를 급이하였다.
4. 실험결과
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 가금류 섭이 실험의 1주령의 실험군 및 대조군을 도시한다. 도 25(A)는 1주령 대조군의 병아리를 도시하고, 도 25(B)는 1주령 실험군의 병아리를 도시한다.
입추 후 1주령의 실험군과 대조군 병아리를 평가하였다. 육안으로 보기에는 발달상태에 큰 차이를 보이진 않았으나, 크기는 달라보였다. 또한 사료소모량이 실험군 병아리가 7%가량 많았음이 관찰되었다. 또한 입추 후 7일 차에 평가한 평균 체중은 대조군이 약 140g이었고, 실험군이 약 160g가량으로 20g의 큰 체중차이를 보였다. 상기 사료소모량이 7%이나, 체중에서는 20g의 차이를 보였다는 것은, 같은 사료량에서도 실험군 병아리의 영양 흡수율이 증가하였음을 알 수 있는 결과이다. 약추(무리에서 상대적으로 크기가 작은 병아리)나 기형추 발생률은 0.5%~1%대로 비슷하였다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 가금류 섭이 실험의 31일령의 실험군 및 대조군을 도시한다. 도 26(A)는 31주령 대조군의 병아리를 도시하고, 도 26(B)는 31주령 실험군의 병아리를 도시한다. 육안으로 보기에도 크기의 차이가 관찰되었고, 닭의 활동성 면에서도 차이가 있었다. 특히 사료급이기가 작동하는 소리가 날 때의 반응이 크게 차이가 있었고, 11마리의 상기 대조군 닭의 약추(무리에서 상대적으로 크기가 작은 병아리)나 기형추는 전량 폐사하여 처분하였다. 반면 실험군에서 발생된 쪼리 13마리는 전량 살아남았으나, 성장률이 저조하였다. 또한, 가장 큰 차이로는 털 빠짐의 차이가 크게 나타났다. 상기 대조군 닭은 크기도 작고, 털이 군데군데 빠져 있는 모습이 나타난 반면, 상기 실험군의 닭은 털이 고르게 자라 있어 한눈에도 건강함을 느낄 수 있었다.
하기 표 8에는 상기 실험군과 상기 대조군의 주령 별 성장률이 비교되어 있다.
구분 1주령 2주령 3주령 4주령 31일령
대조군(kg) 140 340 780 1,350 1,500
실험군(kg) 160 380 890 1,530 1,720
상기 표 8과 같이 상기 실험군의 경우 상기 대조군에 비해 성장률이 높음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 성장한 31일령의 대조군 및 실험군 육계의 영양성분을 분석하였다. 하기 표 9 및 표 10에는 각각 대조군과 실험군의 영양성분이 정리되어 있다. 각각의 영양성분은 100g당 함량으로 표시되어 있다.
Niacin Natrium Protein Carbohydrate Retinol
11.20mg 65.00mg 15.10g 0.00g 0.00μg
Beta-carotene Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B6
0.00μg 5.00μgRE 0.07mg 0.09mg 0.55mg
Vitamin C Vitamin E Dietary Fiber Zinc Folic acid
1.00mg 0.13mg 0.00g 0.80mg 4.00μg
Phosphorus Lipid Iron Potassium Calcium
196.00mg 1.20g 0.70mg 255.00mg 11.00mg
지방산 분석 Fatty acids analysis
-Omega-3 Fatty Acids: 0.23% min
-Omega-6 Fatty Acids: 2.31% min
콜레스테롤 함유량 분석 Cholesterol content analysis
75.00mg
Niacin Natrium Protein Carbohydrate Retinol Vitamin E
8.20mg 61.33mg 20.20g 0.20g 3.00μg 0.31mg
Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B6 Vitamin C Iron
23.00μgRE 8.32μgRE 0.15mg 0.22mg 0.50mg 0.81mg
Dietary Fiber Zinc Folic acid Phosphorus Lipid Ge
0.00g 0.61mg 4.36μg 204.30mg 2.40g 0.02mg
Potassium Calcium Cholesterol Ash - -
280.40mg 31.42mg 4.95mg 2.60g - -
지방산 분석 Fatty acids analysis
-Omega-3 Fatty Acids: 3.1% min
-Omega-6 Fatty Acids: 0.4% min
기능성 영양성분 분석 [EPA, DHA]: Nutritional analysis
DHA EPA
0.42 mg 0.14 mg
콜레스테롤 함유량 분석 Cholesterol content analysis
30.95mg
이에 따라, 축산동물 및 산물의 생산에 있어서, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 축산동물 및 산물의 성장촉진 및 질병에의 면역력을 가지게 하는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물이 한방발효 이온 미네랄 복합체를 섭취함으로써 기능성 성분이 풍부한 축산물을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분이 전이되는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 성장한 상기 실험군 육계에 대하여 SPF동물로써의 유효성에 대한 모니터링을 실시하였다. 하기 표 11에는 상기 실험군 육계의 SPF 모니터링 시험법이 정리되어 있다.
구분 원인체 검사방법(시험법)
Virus Avian adenovirus, group 1 ELISA 시험법
(ELISA kit)
ELISA serum
antibody monitoring
실험군 중, 5개 개체를
무작위로 선정하여 모니터링을 시행하였음.
Avian encephalomyelitis virus
Infectious bursal disease virus
Avian infectious bronchitis virus
Influenza A Virus
Avian infectious laryngotracheitis virus
Marek's disease virus
Newcastle disease virus
Avian nephritis virus
Chicken anaemia virus
Bacteria Mycoplasma gallisepticum ELISA, PCR 시험법
Mycoplasma synoviae ELISA, PCR 시험법
Salmonella pullorum ELISA, PCR 시험법
하기 표 12에는 상기 실험군 육계를 ELISA 시험법을 통해 SPF 모니터링한 결과가 정리되어 있다. 상기 ELISA 시험법의 시험 검체는 각 5검체이다.
Avian adenovirus,
group 1		 ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Avian encephalomyelitisvirus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Infectious bursaldisease virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Avian infectiousbronchitis virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Influenza A Virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Avian infectiouslaryngotracheitis virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Marek's disease virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Newcastle disease virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Avian nephritis virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Chicken anaemia virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Mycoplasmagallisepticum ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Mycoplasma synoviae ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
Salmonella pullorum ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 전체 negative
하기 표 13에는 상기 실험군 육계를 PCR 시험법을 통해 SPF 모니터링한 결과가 정리되어 있다. 상기 PCR 시험법의 시험 검체는 각 5검체이다.
Mycoplasma
gallisepticum		 ① 검사방법 - PCR조건
- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 53℃ 30sec, 68℃ 40sec (32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 검사결과 모든 검체에서 Mycoplasma gallisepticum 이 검출되지 않음
Mycoplasmasynoviae ① 검사방법 - PCR 조건
- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 56℃ 30sec, 68℃ 40sec(32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
-샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
-검사결과 모든 검체에서 Mycoplasma synoviae 가 검출되지 않음
Salmonella pullorum ① 검사방법 - PCR조건- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 55℃ 30sec, 68℃ 40sec(32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
- 샘플 수: n=5(M001, M002, M003, M004, M005)
- 검사결과 모든 검체에서 Salmonella pullorum 이 검출되지 않음
상기 표 12 및 표 13에 정리된 바와 같이, 상기 실험군 육계에서 각종 바이러스 및 박테리아가 검출되지 않았다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 SPF동물의 사양관리에서 주요한 효용을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실험 결과(SPF 계란(산란계) 생산관리 실험)
본 실험은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 사육한 산란계가 낳은 계란에게서 나타나는 항산화 및 면역력을 척도하기 위한 Omega-3, EPA, DHA, Astaxanthin, Lutein, Zeaxanthin 성분량을 검사하고, 또한 건강한 부화에 미치는 영향을 평가함을 주된 목적으로 한다. 또한, 동물실험시에 사용될 수 있는 SPF동물로써의 유효성을 평가하기 위한 Specific pathogen 미생물 모니터링을 실시하여 상기 한방발효이온미네랄복합체를 활용하여 사양관리된 SPF계란임을 증명함을 부가적 목적으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조공정을 통해 수득된 상기 한방발효이온미네랄복합체에는 다양한 기능성 미네랄 성분과 Omega-3, EPA, DHA, Astaxanthin, Lutein, Zeaxanthin 성분을 함유함으로써 질병에 대한 면역력을 가지게 하며, 상기 성분들이 계란 난황(세포 내)에 잔류하게 한다. 또한 상기 성분들이 풍부한 계란을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분은 전이된다. 때문에, 좋은 사료첨가제를 섭취한 축산물을 섭취하는 인간에게까지 해당 면역력 성분은 기능을 발휘한다 할 수 있다.
1. 공통실험조건
대상 종 및 사육기간: 동일한 부화시설에서 부화하여 입추(入雛)하였다. 대상종은 대한민국에서 기르는 일반적인 하이라인부라운(Hy-Line Brown) 종을 사용하였음. 32주 간 사육 후 평가를 수행하였다.
사육밀도: 실험군과 대조군 모두 25평의 동일한 계사에 상기 하이라인부라운(Hy-Line Brown) 육계 300수씩 입추(入雛)하였다. 실험군과 대조군 각각에 입추된 병아리가 도 27에 도시되어 있다. 도 27(A)는 상기 대조군의 계사를 도시하고, 도 27(B)는 상기 실험군의 계사를 도시한다.
시설: 일정 온도로 가온 하여 육추(育雛)하며, 자동급이기, 자동급수기 등을 갖춘 현대적 사양관리시설에서 사육하였다.
사료: 실험군과 대조군에 동일한 연령별 J사의 일반육계사료제품을 선정하여 급이하였다. 다만, 실험군과 대조군이 성장하는 속도가 달랐기 때문에 소화속도가 서로 상이하여, 급이량에서는 차이가 있었다.
입추(入雛)~6주령 까지의 사양관리: 육계 전기사료 급여, 6주 간은 면역기관, 골격의 발달, 중요장기(폐, 호흡기관, 소화기관, 심장, 간, 신장)의 발달에 중요한 기간이다, 6주령 체중성장이 산란기간의 대사기능과 난각질에 영향을 주기 때문에 신중한 사양관리가 중요하다. 입추로부터 3일 간 35℃이상 온도를 유지하였다.
온습도관리: 온습도관리는 사료요구율에 가장 크게 영향을 미치는 요인으로 온도가 낮을 경우 사료섭취량을 증가시켜 체열 손실을 보충하려고 하고, 필요 이상으로 온도가 높을 경우 연료비가 증가하고 암모니아 가스 발생도 증가하기 ?문에, 하기 표 14와 같은 연령별 적정 온습도관리를 시행하였다. 하기 삿갓은 사육장 내 열원으로써, 병아리들이 추울 때 열원으로 접근하거나 멀리하면서 체온을 조절할 수 있도록 하는 장치이다.
구분 입추 1주 2주 3주 4주 5주 6주~
온도(℃) 삿갓내 35 32 29 26 23 23 유지
실내 28 26 24 22 10 10 유지
습도(%) 75 70 65 65 63 60 유지
6~8주령 까지의 사양관리: 골격의 85%가 발달되는 시기이다. 충분한 생활면적을 유지해 주는 등 육계의 사양관리 단계와 동일하다.8~9주령 까지의 사양관리: 난소 발육이 시작되는 시기이다. 성성숙 억제 관리를 시작하였으며, 암실에서 일정점등 하였다. 육성기간 점등시간은 난소발육억제와 관련된다. 8주령부터 10시간의 점등시간을 공급하고 광도는 10~15룩스로 하였다.
9~15주령 까지의 사양관리: 골격의 95%가 발달되는 시기이다. 상기 8~9주령 까지의 사양관리와 마찬가지로 점등시간유지(성성숙 억제)에 신중하였다.
15~17주령 까지의 사양관리: 빠른 난소 발육과 성호르몬 분비가 증가되고 골격의 칼슘침착이 시작되는 시기이다. 벼슬이 붉고 커진다. 상기 8~9주령 까지의 사양관리와 마찬가지로 점등시간유지(성성숙 억제)에 신중하였다.
17~28주령 까지의 사양관리: 120~126일령이 되는 시기에서 체중 1.4~1.48kg에 도달하는 시기에 점등자극을 통하여 성성숙 억제를 해제하였다. 산란기관이 빠르게 발육되고, 체중증가가 시작되는 시기이다. 또한, 시산이 시작되는 시기이다(산란 1기). 산란초기의 사료로 변경하여 충분히 급여토록 하였다. 점등자극을 위하여 1일 16시간까지 점등시간을 증가하였다. 심야점등, 및 심야급이를 하여 사료섭취량을 늘리었다. 적어도 26주령까지 위 사항을 실시한다. 닭 면역력이 최하위로 내려가 질병이 잘 발생되는 기간이다.
28~32주령 까지의 사양관리: 산란 중기로써 체성숙이 완료되는 시기이다. 산란율은 서서히 감소하지만, 난중은 계속 증가하므로 1일 1수당 산란량은 거의 변화가 없는 시기이다. 산란중기의 사료로 변경(사료 내 칼슘함량 증가)하였다.
산란 중기 기간 내 계란의 수득: 실험군 및 대조군의 동일한 산물 품질 평가를 위하여서 32주령이 되는 기간에 수득된 계란을 채취하여 평가하였다.
2. 실험군 실험조건
본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험의 실험군은, 대조군과 같은 조건하에서 육계를 사양관리하되, 음용수 및 사료배합첨가 물질에서만 차이를 두었다. 실험군의 상기 음용수는 일반 급이용 음용수를 제하고, 상기 한방발효이온미네랄복합체를 첨가하였다.
실험군의 상기 음용수는 상기 한방발효이온미네랄복합체를 표 15와 같은 보은읍의 지하수에 5~20%, 바람직하게는 10~15%가량 희석하여 급이하였다.
시험항목 단위 결과
칼슘 mg/L 5.33
칼륨 mg/L 1.04
마그네슘 mg/L 3.75
나트륨 mg/L 8.82
규소 mg/L 9.36
이산화규소 mg/L 0.25
철 mg/L 0.10
게르마늄 mg/L 불검출
아연 mg/L 불검출
인 mg/L 0.12
바나듐 mg/L 불검출
게르마늄 mg/L 불검출
유황 mg/L 불검출
3. 대조군 실험조건
본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험의 대조군은, 실험군과의 대조실험을 위해 일반적으로 육계를 사양관리하였다.
대조군의 상기 음용수는 상기 표 15와 같은 보은읍의 지하수를 급이하였다.
4. 실험결과
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 산란계 가금류 섭이 실험의 실험군 계란 및 대조군 계란을 도시한다. 도 28(A)는 상기 대조군 계란을 도시하고, 도 28(B)는 상기 실험군 계란을 도시한다. 도 28에 도시된 바와 같이, 상기 실험군 계란의 흰자 부분의 농도가 진하고 비교적 탄력이 있음이 관찰되었다. 또한, 상기 실험군의 계란의 노른자 부분의 크기가 크고 비교적 탄력이 있음이 관찰되었다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 한방발효 이온 미네랄 복합체의 효용을 확인하기 위해 수행한 산란계 가금류 섭이 실험의 23주령의 실험군 및 대조군을 도시한다. 도 29(A)는 23주령의 상기 대조군 산란계를 도시하고, 도 29(B)는 23주령의 상기 실험군 산란계를 도시한다. 육안으로 보기에도 크기의 차이가 관찰되었고, 상기 실험군 산란계는 털이 고르게 자라 있어 한눈에도 건강함을 느낄 수 있었다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 성장한 32주령의 대조군 및 실험군 산란계로부터 수득한 계란의 영양성분을 분석하였다. 하기 표 16 및 표 17에는 각각 상기 대조군과 상기 실험군의 영양성분이 정리되어 있다. 각각의 영양성분은 100g당 함량으로 표시되어 있다.
Niacin Natrium Protein Carbohydrate Retinol
0.60mg 135.00mg 11.40g 3.30g 87.00μg
Beta-carotene Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B6
0.00μg 87.00μgRE 0.21mg 0.69mg 0.00mg
Vitamin C Vitamin E Dietary Fiber Zinc Folic acid
0.00mg 0.00mg 1.80g 1.30mg 0.00μg
Phosphorus Lipid Iron Potassium Calcium
185.00mg 8.30g 1.70mg 148.00mg 52.00mg
지방산 분석 Fatty acids analysis
-Omega-3 Fatty Acids: 0.10% min
-Omega-6 Fatty Acids: 2.43% min
콜레스테롤 함유량 분석 Cholesterol content analysis
475.05mg
Niacin Natrium Protein Carbohydrate Retinol Beta-carotene
1.44mg 207.14mg 20.01g 2.71g 108.10μg 617.15μg
Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B6 Vitamin C Vitamin E
109.00μgRE 2.30μgRE 1.70mg 0.15mg 0.60mg 0.09mg
Dietary Fiber Zinc Folic acid Phosphorus Lipid Iron
2.10g 2.52mg 0.00μg 227.30mg 11.00g 1.81mg
Potassium Calcium Cholesterol Ash Ge -
301.00mg 77.42mg 424.55mg 1.00g 0.13mg -
지방산 분석 Fatty acids analysis
-Omega-3 Fatty Acids: 2.79% min
-Omega-6 Fatty Acids: 0.21% min
기능성 영양성분 분석 [EPA, DHA]: Nutritional analysis
DHA EPA
0.71 mg 0.32 mg
[Astaxanthin]: Nutritional analysis
0.18 mg
[Lutein]: Nutritional analysis [Zeaxanthin]: Nutritional analysis
0.10 mg 0.09 mg
이에 따라, 축산동물 및 산물의 생산에 있어서, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 축산동물 및 산물의 성장촉진 및 질병에의 면역력을 가지게 하는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물이 한방발효 이온 미네랄 복합체를 섭취함으로써 기능성 성분이 풍부한 축산물을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분이 전이되는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 수득한 실험군 산란계의 계란에 대하여 SPF산물로써의 유효성에 대한 모니터링을 실시하였다. 하기 표 18에는 상기 실험군 산란계로부터 수득한 계란의 SPF 모니터링 시험법이 정리되어 있다.
구분 원인체 검사방법(시험법)
Virus Avian adenovirus, group 1 ELISA 시험법
(ELISA kit)
ELISA serum
antibody monitoring
실험군 중,
10개 개체를 무작위로 선정하여 모니터링을 시행하였음.
Avian encephalomyelitis virus
Infectious bursal disease virus
Avian infectious bronchitis virus
Influenza A Virus
Avian infectious laryngotracheitis virus
Marek's disease virus
Newcastle disease virus
Avian nephritis virus
Chicken anaemia virus
Bacteria Mycoplasma gallisepticum ELISA, PCR 시험법
Mycoplasma synoviae ELISA, PCR 시험법
Salmonella pullorum ELISA, PCR 시험법
하기 표 19에는 상기 실험군 산란계의 계란을 ELISA 시험법을 통해 SPF 모니터링한 결과가 정리되어 있다. 상기 ELISA 시험법의 시험 검체는 각 10검체이다.
Avian adenovirus,
group 1		 ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Avian encephalomyelitisvirus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Infectious bursaldisease virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Avian infectiousbronchitis virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Influenza A Virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Avian infectiouslaryngotracheitis virus ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Marek's disease virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Newcastle disease virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Avian nephritis virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Chicken anaemia virus ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Mycoplasmagallisepticum ① 검사방법
- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Mycoplasma synoviae ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
Salmonella pullorum ① 검사방법- Serum antibody ELISA 검사
- ELISA kit
- 제작사 Protocol
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 전체 negative
하기 표 20에는 상기 실험군 육계를 PCR 시험법을 통해 SPF 모니터링한 결과가 정리되어 있다. 상기 PCR 시험법의 시험 검체는 각 10검체이다.
Mycoplasma
gallisepticum		 ① 검사방법 - PCR조건
- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 53℃ 30sec, 68℃ 40sec (32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 검사결과 모든 검체에서 Mycoplasma gallisepticum 이 검출되지 않음
Mycoplasmasynoviae ① 검사방법 - PCR 조건
- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 56℃ 30sec, 68℃ 40sec(32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
-샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
-검사결과 모든 검체에서 Mycoplasma synoviae 가 검출되지 않음
Salmonella pullorum ① 검사방법 - PCR조건- condition
94℃ 2min
94℃ 30sec, 55℃ 30sec, 68℃ 40sec(32cycle)
4℃ ∞
- sample: nasal swab
② 검사 결과
- 샘플 수: n=10(M001, M002, M003, M004, M005, M006, M007, M008, M009, M010)
- 검사결과 모든 검체에서 Salmonella pullorum 이 검출되지 않음
상기 표 19 및 표 20에 정리된 바와 같이, 상기 실험군 산란계의 계란에서 각종 바이러스 및 박테리아가 검출되지 않았다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 실험을 통해 SPF산물의 사양관리에서 주요한 효용을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 담수 또는 해수 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성 미세조류 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 수용화 된 이온 미네랄로써 토양 내의 미네랄 영양물질을 영양원으로 하는 기능성 미생물 배양에 효용을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동물의 체내에 흡수가 용이한 미네랄복합체를 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 동물의 체내에 흡수된 경우 세포의 산화를 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체는 항산화성을 가져 바이러스의 침투를 방지하거나 사멸시키는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조류인 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 배양함으로써 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 균주로부터 아스타잔틴(astaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조류인 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina)를 배양함으로써 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 균주로부터 루테인(Lutein)과 지아잔틴(Zeaxanthin)을 고효율로 추출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능성미세조류를 나노분말화함으로써 동물성 미생물의 발효기작에 의하여 축산동물이 섭취하기에 용이한 상태로 효소화되는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄복합체, 기능성미세조류, 및 한방배지의 복합적인 기능성 성분을 섭취함으로써 기능성동물성미생물이 미네랄복합체의 미량원소성분 및 게르마늄, 강력한 면역력을 발휘하는 기능성 미세조류의 카로티노이드(carotenoid) 색소 중 베타-카로틴(beta-carotene) 및 아스타잔틴(astaxanthin) 성분, 및 한방배지의 사포닌 등의 한방기능성분을 체내에 지니거나 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물의 생산에 있어서, 한방발효 이온 미네랄 복합체를 활용하여 축산동물 및 산물의 성장촉진 및 질병에의 면역력을 가지게 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산동물 및 산물이 한방발효 이온 미네랄 복합체를 섭취함으로써 기능성 성분이 풍부한 축산물을 섭취하는 2차, 3차 소비자에게까지 해당 성분이 전이되는 효과를 발휘할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등 물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
S1000: 미네랄복합체제조단계
S1100: 비금속무기재료준비단계 S1200: 결정저밀도화단계
S1300: 미네랄복합체수득단계 S1400: 수용성화단계
S1500: 재가공단계
S1111: 암판파쇄단계 S1112: 암반세척단계
S1113: 암반건조단계 S1114: 암반소성단계
S1121: 모려세척단계 S1122: 불순물제거단계
S1123: 모려건조단계 S1124: 모려소성단계
S1125: 모려파쇄단계
S1210: 재소성단계 S1220: 급랭단계
S1310: 전기폭발단계 S1320: 후처리단계
S1321: 비철금속선별단계 S1322: EMF탈철단계
S1323: 이온화교반단계
S1410: 이온화단계 S1420: 미네랄이온수수득단계
S1411: 정전기발생단계 S1412: 수용화습식교반단계
S2000: 제1배양단계
S2100: 배지제조단계 S2200: 돌연변이체선별단계
S2300: 기능성미세조류수득단계 S2400: 기능성미세조류소재화단계
S3000: 한방배지제조단계
S3100: 재료준비단계 S3200: 분쇄단계
S3300: 제조단계
S4000: 제2배양단계
S4100: 환경조성단계 S4200: 미생물접종단계
S4300: 기능성미생물수득단계
S4400: 한방발효이온미네랄복합체수득단계

Claims (10)

  1. 축산동물과 산물의 면역관리와 영양관리를 위한 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법으로서,
    맥반석, 규석, 장석, 흑운모, 및 모려 중 하나 이상을 포함하는 비금속무기재료로부터 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 규소, 규산, 셀레늄, 게르마늄, 아연, 및 탄산칼슘 중 하나 이상을 포함하는 기능성성분을 가진 결정을 수득하고, 상기 결정을 저밀도화 하는 결정저밀도화단계, 전기폭발법을 통해 상기 결정을 나노분말로 변환하는 전기폭발단계, 및 불순물을 제거하고, 정전기를 발생시켜 상기 나노분말을 이온화하는 후처리단계를 통하여, 상기 결정을 저분자화, 저밀도화, 및 이온화하여 미네랄복합체를 제조하는 미네랄복합체제조단계;
    상기 미네랄복합체를 포함하는 배지에 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma) 및 두나리엘라 샐리나(Dunaliella salina) 중 하나 이상을 포함하는 미세조류를 배양하여 기능성미세조류분말을 수득하는 제1배양단계;
    상기 미네랄복합체, 상기 기능성미세조류분말, 및 한방유기재료를 포함하는 한방배지를 제조하는 한방배지제조단계; 및
    상기 한방배지에 동물성미생물을 배양하여 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 제2배양단계; 를 포함하고,
    상기 제1배양단계는,
    상기 미네랄복합체, 돌연변이체유발물질, 및 YM배지성분을 포함하는 상기 배지를 제조하는 배지제조단계;
    상기 배지에 미세조류를 배양하여 아스타잔틴 합성능이 높은 돌연변이 파피아 로도지마 혹은 루테인과 지아잔틴 합성능이 높은 두나리엘라 샐리나 돌연변이를 포함하는 돌연변이체를 선별하는 돌연변이체선별단계;
    상기 돌연변이체를 포함하는 기능성미세조류를 수득하는 기능성미세조류수득단계; 및
    수득된 상기 기능성미세조류를 동결건조하고, 동결건조된 상기 기능성미세조류를 나노분말화하여 기능성미세조류분말을 수득하는 기능성미세조류소재화단계; 를 포함하고,
    상기 제2배양단계에서는, 상기 한방배지 내에서 상기 동물성미생물은 상기 미네랄복합체, 상기 한방유기재료, 상기 기능성미세조류의 기능성 성분을 섭취하여, 상기 동물성미생물은 상기 기능성미세조류의 베타-카로틴(beta-carotene), 아스타잔틴(Astaxanthin) 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하고, 상기 미네랄복합체의 미량원소성분과 게르마늄 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하고, 상기 한방유기재료의 사포닌을 포함하는 한방기능성분을 성분을 미생물 체내에 지니거나, 효소로 분해하여 동물이 섭취하기 용이하도록 성분화하고,
    상기 제2배양단계에서는, 상기 동물성미생물이 배양된 후의 상기 한방배지로부터 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법.
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  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 한방배지제조단계는,
    한방재료를 가압열탕하여 상기 한방유기재료를 수득하는 재료준비단계;
    상기 한방유기재료를 분쇄하는 분쇄단계; 및
    분쇄된 상기 한방유기재료, 상기 미네랄복합체, 및 상기 기능성미세조류분말을 혼합하여 상기 한방배지를 제조하는 제조단계; 를 포함하는 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2배양단계는,
    상기 한방배지를 혐기성 환경으로 조성하는 환경조성단계:
    상기 한방배지에 동물성미생물을 접종하는 미생물접종단계;
    상기 동물성미생물을 배양하여 기능성동물성미생물을 수득하는 기능성미생물수득단계; 및
    상기 동물성미생물이 배양된 후의 상기 한방배지로부터 한방발효액제의 형태로 상기 한방발효이온미네랄복합체를 수득하는 한방발효이온미네랄복합체수득단계; 를 포함하는, 한방발효 이온 미네랄 복합체의 제조 방법.
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