KR102150570B1 - 반추위 비분해성 베타카로틴 사료첨가제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카로티노이드계 식물성 색소의 일종인 β-carotene(베타카로틴)이 반추동물의 반추위에서 분해되지 않고 안정적으로 십이지장 이후의 하부소화기관으로 이동 및 흡수되도록, 경화유로 이중 코팅된, 베타카로틴, 콜린유도체 및 흡수보조제의 혼합물을 포함하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물, 상기 조성물의 제조방법, 상기 조성물을 포함하는 반추동물용 사료 및 상기 조성물 또는 사료를 반추동물에 급이하는 단계를 포함하는 반추동물의 수태율을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물은 경화유로 이중 코팅되어 반추동물의 반추위 내에서도 분해되지 않고, 상기 조성물에 포함된 흡수보조제로 인하여 반추동물의 소장에서 흡수되어, 반추동물의 수태율을 향상시킬 수 있으므로, 다양한 반추동물의 효율적인 사육에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

반추위 비분해성 베타카로틴 사료첨가제 {Feed additive comprising rumen non-degradable β-carotene}

본 발명은 소 반추위 비분해성 베타카로틴 사료첨가제에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 카로티노이드계 식물성 색소의 일종인 β-carotene(베타카로틴)이 반추동물의 반추위에서 분해되지 않고 안정적으로 십이지장 이후의 하부소화기관으로 이동 및 흡수되도록, 경화유로 이중 코팅된, 베타카로틴, 콜린유도체 및 흡수보조제의 혼합물을 포함하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물, 상기 조성물의 제조방법, 상기 조성물을 포함하는 반추동물용 사료 및 상기 조성물 또는 사료를 반추동물에 급이하는 단계를 포함하는 반추동물의 수태율을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

카로티노이드 물질(carotenoids)은 고등식물과 해조류에 의해 합성되는 천연색소물질로 자연계에 약 700종 이상 존재하고, 그 중 50종이 식품이나 사료에 포함되어 있다. 이들은 식물의 광합성과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 카로티노이드는 크게 잔토필(xanthophyll)계와 카로틴(carotene)계의 두 부류로 구분되고, 이들은 구조적으로 여러 개의 이소프렌 단위체(isoprene unit)와 이중결합 및 환상(cyclisation) 및 직선구조(linear structure)을 가지는 다양한 이성질체로 존재한다. 대표적으로 잔토필계에는 주로 루테인(lutein) 및 제아잔틴(zeaxanthin)이 해당되고, 카로틴계에는 α-, β-, γ형- 및 리코펜을 들 수 있고, 이들은 황색, 오렌지색 및 적색을 나타내면서, 동물체내에서 강력한 항산화기능을 가지고, 특히 베타카로틴은 비타민 A의 전구물질로서 α형에 비하여 2배 이상 그 활성이 높다.

특히, 한우(또는 육우) 및 젖소를 포함하는 소에서 식물체내에 존재하는 카로티노이드물질을 활용한 소의 번식효율에 관한 연구가 광범위하게 이루어 진 바 있고, 결핍된 섭취는 암소의 난소기능 저하 및 배란지연에 따른 수태율 저하, 임신우의 유산율 증가를 보고하고 있다(Hurley and Doane, 1989 [J. Dairy Sci. 72:784-804]). 특히 베타카로틴은 암소의 발정징후를 현저히 높이고, 수정된 암소에 대하여는 수태율을 높이고, 임신우에 대한 유산의 위험을 감소시키는 것으로 보고되고 있다. 또한 베타카로틴은 소의 임신을 유지하는 황체세포의 구성성분이면서, 황체에서 분비되는 임신유지호르몬인 progesterone의 분비를 자극하는 것으로 알려져 있다(O’Fallon and Chew, 1984 [Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 177:406]).

하지만, 국내와 같이 일정한 공간에 가두어서 키우는 사육환경에서는 사육농장주가 조사료원으로 주로 볏짚 및 쉽게 산화되어 베타카로틴이 거의 자연소실 된 건초를 급여하므로, 소의 혈중 베타카로틴농도는 한계기준치(100 ㎍/dL)에 못 미치는 것으로 보고되고 있다. 그 결과, 소의 인공수정 및 수정란이식 수태율이 각각 56% 및 38%내외로 낮은 것으로 조사되고(농협경제지주, 2018; 통계청, 2018), 일부농가에서는 상업적으로 시판되는 베타카로틴 사료첨가제제를 급여함에도 불구하고, 그 효능은 미미하거나 없는 것으로 밝혀져(Lee et al., 2018 [Proc. Kor. Soc. Anim. Sci. Technol. 2:125]), 단순 원재료 혼합방식 및 열처리방식으로 가공된 베타카로틴은 소의 반추위내에서 분해되거나, 소장에서 거의 흡수되지 않는 것으로 보고되었다.

소, 산양, 면양 등을 포함하는 반추동물의 경우, 이들 반추위내 미생물에 의한 베타카로틴의 분해정도는 in vitro 및 in vivo연구에서 명확히 알려진 바가 없지만, 보고된 분해율은 섭취하는 조사료의 종류, 정제여부 및 베타카로틴 섭취수준에 따라 다양하나, 기본적으로 사료첨가제형태의 정제베타카로틴은 약 50%이상이 분해되는 것으로 보고된다(Noziere et al., 2006 [Anim. Feed Sci Technol. 131:418-450]). 특히, 비극성인 카로틴계(12-18%)는 극성인 잔토필계(25-40%)보다 현저히 소장에서 흡수되기 전 지방유화를 통한 미셀형성(micellarization)율이 저하되고(Furr and Clark, 1997 [J. Nutr. Biochem. 8:364-377]; Garrett et al., 1999 [J. Agric. Food Chem. 47:4301-4309]), 인체에서는 섭취한 베타카로틴이 장에서 분해되지 않고 바로 흡수되는 비율은 17-45%에 불과해(Shete and Quadro, 2013 [Nutrients 5:4849-4868]), 반추동물은 이보다 훨씬 낮을 것으로 추정된다.

이에 따라, 베타카로틴을 가축의 사육에 활용하는 방법을 개발하고자 다양한 연구가 수행되고 있다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-0169265호에는 젖소의 유방염 예방을 위하여 베타카로틴 제제를 포함하는 주사용 제품이 개시되어 있다. 그러나, 지용성물질인 베타카로틴을 포함하는 카로티노이드 물질의 단독 및 다수에 대한 반추동물의 반추위내 보호기술은 국내외 어디에도 적용된 바가 없고, 여기에 대한 필요성 인식도 없는 실정이다. 따라서, 반추위에서 분해되지 않고 하부소화기관으로 안전하게 운반되어 흡수되도록 하는 반추위 비분해성 베타카로틴의 개발이 절실하다.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 반추위에서도 분해되지 않도록 베타카로틴을 가공하는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 극도경화유로 베타카로틴과 콜린유도체의 혼합물을 이중 코팅할 경우, 베타카로틴이 반추위에서도 분해되지 않고 혈액내로 흡수될 뿐만 아니라, 이로 인하여 반추동물의 수태율을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하나의 목적은 경화유로 이중 코팅된, 베타카로틴, 콜린유도체 및 흡수보조제의 혼합물을 포함하는, 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물을 포함하는 반추동물용 사료를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물 또는 이를 포함하는 사료를 반추동물에 급이하는 단계를 포함하는, 반추동물의 수태율을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태는 극도경화유로 이중 코팅된, 베타카로틴, 콜린유도체 및 흡수보조제의 혼합물을 포함하는, 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물을 제공한다.

본 발명의 용어 "경화유(hardened oil)"란, 수소첨가유라고도 하며, 올레산, 리놀레산, 리놀레산, 리놀렌산 등의 불포화 액상 기름에 수소를 반응시켜서 형성된, 전체적으로 또는 부분적으로 고체상을 나타내는 포화지방산을 의미한다. 상기 경화유는 냄새가 없고 녹는점이 높아 기존 방식인 칼슘염 지방산에 비하여 비누화 값과 요오드값이 저하되어 매우 안정된 특성을 나타낸다고 알려져 있는데, 일반적으로 요오드값의 범위가 20 내지 80이고, 녹는점의 범위는 30 내지 55℃인 것으로 알려져 있다. 이러한 경화유는 원료유에 수소를 첨가하여 원하는 물성에 이르렀을 때 반응을 중지하여 부분적으로 경화된 부분경화유와, 원료유에 수소를 첨가하여 완전 포화상태까지 경화해서 트랜스지방이 발생되지 않도록 만든 극도경화유로 구분된다.

본 발명에 있어서, 상기 경화유는 일반적인 경화유 보다도 요오드값이 낮고, 녹는점이 높은 극도경화유인 것으로 해석될 수 있는데, 상기 극도경화유는 베타카로틴과 콜린유도체의 혼합물을 이중 코팅하는데 사용될 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 요오드값이 0.1 내지 1이고, 녹는점이 56 내지 90℃인 극도경화유가 될 수 있고, 다른 예로서, 경화식물유, 경화옥수수유, 경화면실유, 경화땅콩유, 경화팜커널유, 경화팜유, 경화팜스테아린유, 경화해바라기유, 경화채종유 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물에 포함되는 경화유의 함량 역시 베타카로틴과 콜린유도체의 혼합물을 이중 코팅하는데 사용될 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 조성물 총 중량대비 60 내지 90%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 70 내지 80%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 77%(w/w)가 될 수 있다.

본 발명의 용어 "콜린유도체"란, 질소를 중심으로 세개의 메틸기와 한개의 에탄올이 결합된 아민화합물의 일종인 콜린이 화학적으로 변형된 물질을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 콜린유도체는 반추동물의 내장지방(체지방 포함)을 분해시켜 수태율을 증가시키는 역할을 수행하는 성분으로 해석될 수 있는데, 베타카로틴과 함께 경화유에 의해 코팅되는 대상이 될 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 염화콜린(choline chloride), 콜린타르타르산염(choline bitartrate), CDC(choline dihydrogen citrate), TC(tricholine citrate) 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있고, 다른 예로서, 염화콜린이 될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물에 포함되는 콜린유도체의 함량 역시 베타카로틴과 함께 경화유에 의해 코팅되는 대상이 될 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 조성물 총 중량대비 1 내지 30%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 10 내지 20%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 11%(w/w)가 될 수 있다.

아울러, 상기 콜린 유도체 이외에도, 반추동물의 내장지방 및 체지방을 분해할 수 있는 성분으로서, L-카르니틴, 레시틴, 공액리놀레산 등을 단독으로 또는 혼합하여 상기 조성물에 추가로 포함시킬 수 있다.

본 발명의 용어 "베타카로틴"이란, 고등식물과 해조류에 의해 합성되는 천연색소물질로 자연계에 약 700종 이상 존재하는 카로티노이드(carotenoid)의 일종을 의미하는데, 주로 황색, 오렌지색 및 적색을 나타내면서, 동물체내에서 강력한 항산화기능을 나타내며, 생체내에서 비타민 A의 전구물질로서 사용된다. 특히, 한우를 비롯한 다양한 반추동물의 암컷에서 발정징후를 현저히 높이고, 수정된 동물에 대하여는 수태율을 향상시키며, 임신된 동물에 대한 유산의 위험을 감소시킨다고 알려져 있다.

본 발명에 있어서, 상기 베타카로틴은 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 주요성분으로 사용되는데, 이의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로서, 조성물 총 중량대비 1 내지 20%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 1 내지 10%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 2%(w/w)가 될 수 있다.

본 발명의 용어 "흡수보조제"란, 반추위내에서는 안정적으로 유지되지만, pH 5.5 이하인 십이지장을 통과한 이후에는 분해되어 이온을 해리시킴으로써 소장내에서 베타카로틴의 흡수를 촉진시키는 역할을 수행하는 물질을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 흡수보조제는 베타카로틴의 생체내 흡수를 촉진시킬 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 폴리에틸렌글리콜, 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트, 나트륨 비누, 칼륨 비누, 프로필렌글리콜, 액상과당, 셀룰로스 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

또한, 상기 흡수보조제의 함량 역시 베타카로틴의 생체내 흡수를 촉진시킬 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 조성물 총 중량대비 1 내지 30%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 10 내지 20%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 조성물 총 중량대비 11%(w/w)가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 사료에 혼합하여 암소에 급이시킨 결과, 혈중 베타카로틴의 수준이 현저하게 증가하고(표 2 및 3); 혈중 대사물질 중에서 중성지방의 수준이 증가하며, LDL-콜레스테롤의 수준이 감소하고(표 4); 수태율이 증가됨을 확인하였다(표 5).

본 발명의 용어 "반추동물"이란, 포유류 중에서 4 내지 5개의 방으로 구분된 반추위가 구비된 동물을 의미하는데, 주로 낙타과, 애기사슴과, 사슴과, 기린과 및 소과에 속하는 동물에서 발견할 수 있다. 상기 반추위는 먹은 음식물을 저장하는 혹위(rumen), 벌집모양의 벽이 있는 벌집위(reticulum), 점막이 주름모양으로 된 겹주름위(omasum) 및 위선이 분포된 주름위(abomasum)로 구분된다.

본 발명에 있어서, 상기 반추동물은 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물을 급이시키는 대상이 될 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 한우의 암소, 육우의 암소, 젖소의 암소 등이 될 수 있고, 다른 예로서, 12개월령 이상인 수정전후의 한우의 암소, 육우의 암소, 젖소의 암소 등이 될 수 있다.

본 발명의 용어 "사료 첨가제"란, 다양한 기능성을 부가하기 위하여 사료에 첨가되는 물질을 의미하는데, 사료 관리법상의 보조사료에 해당한다. 상기 사료첨가제의 목적은 사료를 급이하는 개체의 생산성 향상이나 건강을 증진시키기 위한 것일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 사료첨가제는 반추동물에 급이하는 사료에 첨가되어, 반추동물 암컷의 수태율을 향상시키기 위한 목적으로 사용된다.

본 발명의 용어 "수태율"이란, 자연적인 또는 인공적인 교배 또는 수정의 연 횟수 대비 수태된 두수의 비율을 의미한다.

본 발명의 다른 실시양태는 상기 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물을 포함하는 사료를 제공한다.

이때, 상기 "반추동물", "사료 첨가제" 등에 대한 설명은 전술한 바와 동일하다.

본 발명의 용어 "사료"란, 개체가 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미한다.

상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박 류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 사료는 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물과 함께 반추동물에 급이되어 반추동물의 수태율을 증가시키는 매개체로서 해석될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태는 상기 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물 또는 이를 포함하는 사료를 반추동물의 암컷에게 급이하는 단계를 포함하는, 반추동물의 수태율을 향상시키는 방법을 제공한다.

본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물은 암컷 가축의 수태율을 증가시킬 수 있는 베타카로틴 및 콜린유도체와, 상기 베타카로틴의 체내 흡수율을 향상시킬 수 있는 흡수보조제를 포함하기 때문에, 상기 조성물을 반추동물의 암컷에 급이하면, 반추위에서 분해되지 않고, 혈액내로 흡수되어 반추동물의 암컷의 수태율을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 사료에 혼합하여 암소에 급이시킨 결과, 수태율이 증가됨을 확인하였다(표 4).

본 발명의 또 다른 실시양태는 (a) 베타카로틴, 콜린유도체 및 흡수보조제의 혼합물에, 경화유를 가하고 혼합하여 1차 코팅물을 수득하는 단계; 및 (b) 상기 수득한 1차 코팅물에 경화유를 가하고 혼합하여 이중 코팅된 산물을 수득하는 단계를 포함하는, 경화유로 이중 코팅된 사료 첨가제 조성물의 제조방법을 제공한다.

상기 (a) 단계에 있어서, 1차 코팅물에 포함된 베타카로틴의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 1 내지 20%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 1 내지 10%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 3%(w/w)가 될 수 있다.

상기 (a) 단계에 있어서, 1차 코팅물에 포함된 콜린유도체의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 5 내지 35%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 10 내지 20%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 15%(w/w)가 될 수 있다.

상기 (a) 단계에 있어서, 1차 코팅물에 포함된 흡수보조제의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 5 내지 35%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 10 내지 20%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 15%(w/w)가 될 수 있다.

상기 (a) 단계에 있어서, 1차 코팅물에 포함된 극도경화유의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 50 내지 80%(w/w)가 될 수 있고, 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 60 내지 70%(w/w)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 1차 코팅물 총 중량대비 67%(w/w)가 될 수 있다.

상기 (a) 단계에 있어서, 혼합조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 600 내지 800rpm으로 5 내지 10분 동안 수행할 수 있고, 다른 예로서, 650 내지 750rpm으로 6 내지 8분 동안 수행할 수 있으며, 또 다른 예로서, 700rpm으로 7분 동안 수행할 수 있다.

상기 (a) 단계의 1차 코팅물은 사출기에 적용되어 사출물의 형태로 수득할 수 있는데, (b) 단계를 수행하기 전에, 상기 사출물을 고속혼합하여, 극도경화유를 사출물의 표면에 균등하게 피복하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 고속혼합의 조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1,000 내지 1,500rpm으로 5 내지 20분 동안 수행할 수 있고, 다른 예로서, 1,100 내지 1,300rpm으로 8 내지 15분 동안 수행할 수 있으며, 또 다른 예로서, 1,200rpm으로 10분 동안 수행할 수 있다.

상기 (b) 단계에서 혼합된 1차 코팅물과 경화유의 혼합비는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 50:50 내지 90:10(w/w)이 될 수 있고, 다른 예로서, 60:40 내지 80:20(w/w)이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 70:30(w/w)이 될 수 있다.

상기 (b) 단계에 있어서, 혼합조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 600 내지 800rpm으로 5 내지 10분 동안 수행할 수 있고, 다른 예로서, 650 내지 750rpm으로 6 내지 8분 동안 수행할 수 있으며, 또 다른 예로서, 700rpm으로 7분 동안 수행할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물은 경화유로 이중 코팅되어 반추동물의 반추위 내에서도 분해되지 않고, 상기 조성물에 포함된 흡수보조제로 인하여 반추동물의 소장에서 흡수되어, 반추동물의 수태율을 향상시킬 수 있으므로, 다양한 반추동물의 효율적인 사육에 널리 활용될 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조과정에 의해 수득한 1차 코팅물의 사진이다.
도 1b는 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 최종 제품의 사진이다.
도 2는 소에서 채취한 혈액내 처리군별 베타카로틴 측정 전 색도를 비교한 사진으로서, ⓐ는 코팅되지 않은 조성물이 급이 된 소의 혈액이고(실험군1); ⓑ는 1차 코팅물이 급이 된 소의 혈액이며(실험군2); ⓒ는 이중 코팅된 베타카로틴 조성물이 급이 된 소의 혈액(실험군3)을 나타낸다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 이중 코팅된 베타카로틴 조성물의 제조

베타카로틴의 1차 코팅하기 위하여 베타카로틴(10%순도, BASF제품) 3단위, 염화콜린(50%순도, 코파벧제품) 15단위 및 흡수보조제(Calcium salts of Long Chain Fatty Acid, Wawasan Agrolipids Sdn. Bhd, Malaysia) 15단위를 수퍼믹스에 투입하여 혼합한 다음(600rpm, 5분), 결합코팅제인 극도경화유(요오드가 1이하, 녹는점 56℃ 이상; Hydrogenated Palm Stearin, Southern Edible Oil Industries Sdn. Bhd, Malaysia) 67단위를 수퍼믹스에 추가로 투입 및 혼합하여(700rpm, 7분) 최종 혼합물을 수득하였다. 상기 최종 혼합물을 직경 0.5 - 2.5㎜ 다공판(55 내지 60℃ 설정)이 장착된 사출기에 적용하여 사출한 다음, 10℃ 이하의 온도로 냉각하여 사출물을 수득하였다.

상기 수득한 사출물을 하이스피드믹서에 투입하고, 고속혼합(Agitator 80rpm, Chopper 1200rpm, 10분), 냉각(10분) 및 고속혼합(Agitator 80rpm, Chopper 1200rpm, 10분)의 과정을 거쳐서, 상기 결합코팅제가 표면에 균등하게 피복된 1차 코팅물을 수득하였다.

상기 수득한 1차 코팅물에 80℃ 이상의 액상의 극도경화유를 하이스피드믹서 고속혼합기 내부로 스프레이하면서 고속혼합과 냉각을 반복하는 과정을 수행하여, 1차 코팅물과 액상경화유를 70:30(w/w)의 비율로 이중코팅된 베타카로틴 조성물을 제조하였다(도 1a 및 1b).

도 1a는 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조과정에 의해 수득한 1차 코팅물의 사진이고, 도 1b는 본 발명에서 제공하는 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 최종 제품의 사진이다.

실시예 2: 1차 코팅물 및 이중 코팅된 베타카로틴 조성물의 효과비교

상기 실시예 1에서 제조된 1차 코팅물 및 이중 코팅된 베타카로틴 조성물이 가축에 미치는 효과를 검증하기 위하여, 암소에 상기 조성물을 포함하는 사료를 급이하고, 상기 암소의 혈액을 분석하여, 혈중 베타카로틴 농도를 분석하였다.

실시예 2-1: 실험군의 설정

9두의 한우 가임암소(개시 체중; 432 ± 5.8kg)를 선발하고, 3두씩 3개 군의 실험군을 다음과 같이 설정하였다: 코팅되지 않은 베타카로틴, 염화콜린 및 극도경화유의 혼합물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 1); 실시예 1의 1차 코팅된 베타카로틴 조성물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 2); 실시예 1의 이중 코팅된 베타카로틴 조성물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 3). 이때, 공시사료는 하기 표 1의 조성을 포함하는 사료를 사용하고, 1일 두당 베타카로틴 급이량은 400 ㎎(실험군 1), 570 ㎎(실험군 2), 400 ㎎(실험군 3) 급이되도록 설정하였다.

이들 실험군의 급이기간은 14일간 지속하였고, 처리구별 소의 배치는 완전임의배치법으로 실시하였다.

공시사료의 성분

성분명	공시사료
	건조중량 중 %
조단백질, % 조지방, % 조섬유, % 조회분, % 가용무질소물, % 베타카로틴, mg/kg 비타민A, IU/kg	12.14 8.73 20.71 9.18 49.24 0.59 5,619

실시예 2-2: 혈중 베타카로틴 농도

상기 실시예 2-1의 각 실험군의 암소에서 채혈된 혈액에 포함된 혈중 베타카로틴 농도를 측정하였다(표 2, 도 2).

혈중 베타카로틴 농도(㎍/㎗)

분석항목	실험군 1	실험군 2	실험군 3
베타카로틴	72.75c	128.50b	171.75a

a,b,c같은 문자를 갖는 윗첨자는 서로 간에 유의한 차이가 나타나지 않는다(P<0.05).

상기 표 2에서 보듯이, 혈중 베타카로틴의 농도는 코팅되지 않은 베타카로틴을 급이군(실험군 1) 보다도, 1차 코팅물 및 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에 현저히 높은 수준을 나타냄을 확인하였다. 특히, 코팅처리구 내에서도 1차 코팅물(실험군 2)은 더 높은 함량의 베타카로틴이 포함되었음에도 불구하고, 400㎎의 베타카로틴을 포함하는 이중코팅 조성물 급여군(실험군 3)보다 유의하게 낮게 나타나 이중코팅이 더 유효한 것으로 나타났다. 또한 도 2의 사진을 보는 바와 같이, 실험군 3(ⓒ)의 소에서 채취한 혈장 중 베타카로틴 색도가 가장 짙음(황색)을 확인할 수 있었다.

실시예 3: 이중 코팅된 베타카로틴 조성물의 효과검증

상기 실시예 1에서 제조된 이중 코팅된 베타카로틴 조성물이 가축에 미치는 효과를 검증하기 위하여, 암소에 상기 조성물을 포함하는 다양한 형태의 사료를 급이하고, 상기 암소의 혈액을 분석하여, 혈중 베타카로틴 농도, 혈중 비타민 A 농도 및 혈중 대사물질 농도를 분석하였다.

실시예 3-1: 실험군의 설정

12두의 한우 가임암소(개시 체중; 434 ± 6.6kg)를 선발하고, 3두씩 4개 군의 실험군을 다음과 같이 설정하였다: 염화콜린 및 극도경화유의 혼합물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(대조군); 코팅되지 않은 베타카로틴, 염화콜린 및 극도경화유의 혼합물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 1); 실시예 1의 이중 코팅된 베타카로틴 조성물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 2); 실시예 1의 이중 코팅된 베타카로틴 조성물 및 비타민 A의 혼합물(200 g)이 포함된 공시사료를 급이(실험군 3). 이때, 공시사료는 상기 표 1의 조성을 포함하는 사료를 사용하고, 베타카로틴이 포함된 공시사료를 급이할 경우에는, 1일 두당 400 ㎎의 베타카로틴이 급이되도록 설정하였다.

이들 실험군의 급이기간은 한 기간(Period)당 28일이 지속하였고, 한 기간이 끝날 때마다 순차적으로 소가 처리구별로 전 두수가 배치되도록 하는 4 × 4 라틴방각법으로 총 16주간 급이하였다.

실시예 3-2: 혈중 베타카로틴 및 비타민 A의 농도

상기 실시예 3-1의 대조군 및 각 실험군의 암소에서 채혈된 혈액에 포함된 혈중 베타카로틴 농도 및 비타민 A 농도를 측정하고, 비타민 A 농도 대비 베타카로틴 농도의 비율을 산출하였다(표 3).

혈중 베타카로틴 농도 및 비타민 A 농도(㎍/㎗)

분석항목	대조군	실험군 1	실험군 2	실험군 3
베타카로틴	42.7c	74.10b	131.96a	133.44a
비타민 A	30.89a	29.30ab	30.56a	27.50b
베타카로틴: 비타민 A	1.47c	2.70b	4.57a	4.94a

a,b,c같은 문자를 갖는 윗첨자는 서로 간에 유의한 차이가 나타나지 않는다(P<0.05).

상기 표 3에서 보듯이, 혈중 베타카로틴의 농도는 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이하지 않은 경우(대조군 및 실험군 1) 보다도, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에 현저히 높은 수준을 나타냄을 확인하였다. 이에 반하여, 혈중 비타민 A의 농도는 대조군 및 각 실험군에서 특별한 차이를 나타내지 않았다.

이에 따라, 비타민 A 농도 대비 베타카로틴 농도의 비율은 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이하지 않은 경우(대조군 및 실험군 1) 보다도, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에 현저히 높은 수준을 나타내었는데, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우, 대조군과 비교하여 약 3.2배로 증가되었고, 실험군 1과 비교하여 약 1.8배로 증가됨을 확인하였다.

상기 결과로부터, 베타카로틴에 대한 이중 코팅 처리는 반추위 동물에서 장내 베타카로틴의 흡수율을 향상시키는 결과를 유도하는 것으로 분석되었다.

실시예 3-3: 혈중 대사물질의 농도

상기 실시예 3-1의 대조군 및 각 실험군의 암소에서 채혈된 혈액에 포함된 혈중 대사물질(총 단백질, 포도당, 크레아티닌, 요소태질소, 중성지방, 유리지방산, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤)의 농도를 측정하였다(표 4).

혈중 대사물질 농도

분석항목	대조군	실험군 1	실험군 2	실험군 3
총 단백질(g/㎗)	7.13	7.04	7.05	7.12
포도당(mg/㎗)	66.44	67.19	67.36	67.67
크레아티닌(mg/㎗)	1.38	1.36	1.39	1.35
요소태질소(mg/㎗)	12.06	11.33	11.89	11.78
중성지방(mg/㎗)	31.65ab	30.22b	32.83ab	34.56a
유리지방산(μmol/㎗)	147.69	140.61	131.75	142.27
총 콜레스테롤(mg/㎗)	165.31	158.08	164.56	164.14
HDL-콜레스테롤(mg/㎗)	154.47	148.94	151.25	150.72
LDL-콜레스테롤(mg/㎗)	31.03a	28.89b	30.94a	28.94b

a,b같은 문자를 갖는 윗첨자는 서로 간에 유의한 차이가 나타나지 않는다(P<0.05).

상기 표 4에서 보듯이, 다양한 혈중 대사물질 중에서, 중성지방과 LDL-콜레스테롤의 농도만이, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이하지 않은 경우(대조군 및 실험군 1)와, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에서 차이를 나타냄을 확인하였다.

구체적으로, 혈중 중성지방의 농도는 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이하지 않은 경우(대조군 및 실험군 1) 보다도, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에 혈중 농도가 증가된 반면, 혈중 LDL-콜레스테롤의 농도는 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이하지 않은 경우(대조군 및 실험군 1) 보다도, 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 급이한 경우(실험군 2 및 3)에 혈중 농도가 감소됨을 확인하였다.

실시예 4: 암소의 수태율에 미치는 이중 코팅된 베타카로틴 조성물의 효과

상기 실시예 3-2의 결과로부터, 베타카로틴에 대한 이중 코팅 처리는 반추위 동물에서 장내 베타카로틴의 흡수율을 향상시키는 결과를 유도함을 확인하였으므로, 상기 베타카로틴에 대한 이중 코팅 처리가 베타카로틴의 공지된 기능성 중의 하나인 수태율 향상에 미치는 효과를 분석하고자 하였다.

먼저, 생식기관의 특이한 이상이 없이 정상 발정주기를 나타내면서 3회 이상의 교배나 인공수정으로도 수태가 되지 않는 소 또는 1년 이상 장기간 새끼를 배지 않는 공태우인 번식 저능력우 한우 암소 186두를 선발하고, 배합 사료와 조사료(볏짚 및 켄터키블루그래스짚)를 아침저녁으로 따로 1일 2회 급여하였고, 물은 자유롭게 음수할 수 있도록 하였다. 상기 186두의 암소를 대조군인 92두와 실험군인 94두로 분리하고, 대조군에는 코팅되지 않은 베타카로틴 조성물을 매일 200 g(400 ㎎ 베타카로틴)씩 급이하고, 실험군에는 실시예 1의 이중 코팅된 베타카로틴 조성물을 매일 200 g(400 ㎎ 베타카로틴)씩 급이하였다. 이때, 상기 베타카로틴 조성물은 수정란 이식 8주전부터 이식 후 8주까지 총 120일 동안 급이하였다.

한편, 상기 대조군과 실험군의 한우 암소를 대상으로 수정란 이식 시술을 수행하였다: 대략적으로, 첫날에 Gn-RH(성선자극호르몬방출인자) 1 mL를 근육에 주사하고, 7일이 경과된 시점에서 PGF2α(황체퇴행호르몬) 5 mL를 근육에 주사하며, 9일이 경과된 시점에서 Gn-RH 1 mL를 근육에 주사하여 발정을 유도하였다. 그런 다음, 다시 7일이 경과된 후, 난소 내 황체 상태를 확인한 후 수정란을 이식하였다. 수정란 이식 후, 60일이 경과된 시점에서, 직장촉지 및 육안상 재발정 여부를 확인하여 수태여부를 결정하고, 대조군과 실험군에서 수태율을 비교하였고, 동시에 혈중 베타카로틴의 농도를 측정하였다(표 5).

암소의 수태율에 미치는 베타카로틴에 대한 이중 코팅 처리의 효과

조사항목	대조군(n=92)	실험군(n=94)
임신두수/수정란이식두수	19/92	27/94
수태율(%)	20.65	28.72
베타카로틴 농도(㎍/㎗)	38.07	105.43

상기 표 5에서 보듯이, 수태율의 경우 대조군에 비하여 실험군에서 약 8%가 증가되었고, 혈중 베타카로틴 농도의 경우에는 대조군에 비하여 실험군에서 약 276%가 증가됨을 확인하였다.

이러한 혈중 베타카로틴 농도 증가는 실시예 3-2의 결과로부터 예상되었고, 는 바, 결국 베타카로틴에 대한 이중 코팅 처리는 반추위 동물에서 장내 베타카로틴의 흡수율을 향상시켜서 혈중 베타카로틴의 농도를 증가시키고, 이러한 혈중 베타카로틴의 농도증가로 인하여 수태율이 향상된 것으로 분석되었다.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. (a) 베타카로틴, 염화콜린 및 칼슘염지방산의 혼합물에, 경화유를 가하고 혼합하여 사출기에 적용하여 사출물의 형태로 수득 및 상기 사출물을 고속혼합하여, 경화유를 사출물의 표면에 균등하게 피복하여 1차 코팅물을 수득하는 단계; 및
    (b) 상기 수득한 1차 코팅물에 80℃ 액상의 극도 경화유를 가하고 혼합하여 1차 코팅물과 액상경화유가 70:30(w/w)의 비율로 이중 코팅된 산물을 수득하는 단계를 포함하는, 경화유로 이중 코팅된 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 (a) 단계 및 (b) 단계의 혼합은 600 내지 800rpm으로 5 내지 10분 동안 수행되는 것인, 경화유로 이중 코팅된 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조방법.
    
13. 삭제
14. 삭제
15. 제11항에 있어서,
    상기 (a)단계의 고속혼합은 1,000 내지 1,500rpm으로 5 내지 20분 동안 수행되는 것인, 경화유로 이중 코팅된 반추동물의 수태율 증가용 사료 첨가제 조성물의 제조방법.
16. 삭제
17. 삭제

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