KR102165218B1 - 동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 영양소의 대사 및 에너지원에 대하여 동물 사료를 분석하는 시험관내 시스템 및 방법에 관한 것이다. 대부분의 동물 사료는 이를 공급받는 동물을 연명시키기 위한 영양소의 적어도 최소 요건을 공급하는 것을 주목적으로 하고 있다. 가축(예, 소, 돼지, 가금류, 어류 등)은 과거 20∼50년에 걸쳐 특별한 특징, 예컨대 성장, 야윔(leanness), 및 대사 효율을 위해 선택되었다.

Description

동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYZING ANIMAL FEED}
본 발명의 분야
본 발명은 동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 영양소 및 에너지원의 대사에 대해 동물 사료를 분석하기 위한 시험관내 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 PCT 국제 특허 출원으로서 2014년 2월 11일에 출원되었으며, 미국 특허 출원 연속 번호 61/787,842(2013년 3월 15일 출원), 및 미국 특허 출원 연속 번호 14/109,359(2013년 12월 17일 출원)를 우선권으로 주장하고, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고 인용된다.
대부분의 동물 사료는 이를 공급받는 동물을 연명시키기 위한 영양소의 적어도 최소 요건을 공급하는 것을 주목적으로 하고 있다.
가축(예, 소, 돼지, 가금류, 어류 등)은 과거 20∼50년에 걸쳐 특별한 특징, 예컨대 성장, 야윔(leanness), 및 대사 효율을 위해 선택되었다. 이에 따라, 과거 50년에 걸쳐, 동물 영양의 제공에의 접근이 변화되었다. 여물 또는 이용가능할 수 있는 다른 재료가 무엇이든지 간에 더이상 동물에게 공급하지 않는다. 대신에, 동물의 규정식이 총 영양 가치 및 비용에 대해 면밀하게 모니터링된다. 때때로, 사료의 영양 가치 및 동물 성능 특성의 최적화를 최대화시키도록 조정하는 사료의 영양 성분과 품질 및 성능 특성에 대해 특별한 규정식을 하는 동물이 모니터링된다.
영양소의 수준에 대해 사료를 분석하고 사료가 의도된 동물의 에너지 및 영양소 요건을 충족시키는 경우를 결정하는 것에 대한 필요성이 존재한다. 바람직한 분석 방법은 효율적이며, 정확하고, 비용 효율적이다.
본 발명은 동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 영양소 및 에너지원의 대사에 대해 동물 사료를 분석하기 위한 시험관내 시스템 및 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 일부 구체예에서, 본 발명은 동물 사료를 분석하는 방법으로서, a) 동물 사료의 샘플 상에서 시험관내 소화를 수행하여 소화된 동물 사료를 생성하는 단계; b) 분광기(예, 근적외선 분광기)를 이용하여 소화된 동물 사료를 분석함으로써 스펙트럼 데이타를 생성하는 단계; 및 c) 스펙트럼 데이타에서의 피크를 확인하여 동물 사료에 대한 피크 정보를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 일부 구체예에서, 피크 정보는 시험관내 소화 후 동물 사료의 잔여 성분의 실체 및 함량을 포함한다. 일부 구체예에서, 잔여 성분은 인, 단백질, 탄수화물, 또는 총 에너지(gross energy) 중 하나 이상이다. 일부 구체예에서, 동물 사료는 효소(예, 소화 효소 또는 동물 사료의 소화와 연관된 효소)를 포함한다. 예시적 효소는, 비제한적으로, 프로테아제, 균류 프로테아제, 셀룰라아제, 크실라나아제, 피타아제, 산 포스파타아제, 베타-글루카나아제, 펙티나아제, 또는 알파 아밀라아제를 포함한다. 일부 구체예에서, 동물 사료의 소화율 및/또는 생체이용률에 대한 효소의 효과를 측정하는 데 확인(identifying)이 이용된다. 일부 구체예에서, 확인은 컴퓨터 및 컴퓨터 소프트웨어의 이용을 포함하고, 이 소프트웨어는 특정 피크의 실체 및 정량을 결정하기 위해 앞서 발생된 피크 정보를 이용한다.
본 발명의 추가 구체예는 시스템으로서, a) 동물 사료의 샘플 상에서 시험관내 소화를 수행하여 소화된 동물 사료를 생성하기 위한 시험관내 소화 장치; b) 소화된 동물 사료의 스펙트럼을 생성하기 위한 분광계; 및 c) 스펙트럼 상의 피크를 확인 및 정량하기 위한 컴퓨터 및 컴퓨터 소프트웨어를 포함하는 시스템을 제공한다. 일부 구체예에서, 컴퓨터 소프트웨어는 동물 사료의 소화율에 대한 상기 효소의 효과를 결정한다.
추가 구체예가 본원에 기술된다.
도 1에는 본 발명의 구체예의 방법의 개략도가 도시된다.
도 2에는 예시적 NIR 스펙트럼이 도시된다.
도 3에는 본 발명의 구체예의 예시적 모델의 정확도가 도시된다.
정의
본원에 사용된 용어 w/w(중량/중량)은 중량 기준으로 조성물 내 소정의 물질의 양을 지칭한다. 예를 들면, 0.02% w/w 규정 사료 보충제를 포함하는 동물 사료란 규정 사료 보충제의 질량이 동물 사료의 총 질량의 0.02%임을 의미한다(예, 907,200 g의 동물 사료 중 200 g의 본 발명의 규정 사료 보충제 조성물).
본원에 사용된 용어 "조류의" 또는 "조류"란 묽은, 원래 농도(full-strength), 또는 농축된 해수를 포함하는 매질에서 배양되거나 또는 해양수에서 천연적으로 발견될 수 있고 배양 또는 발효 방법을 통해 번식시킬 수 있는 임의의 단세포 또는 다세포 유기체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "조류 가루(meal)"이란 조류 재료의 제제를 지칭한다. 본원에 사용된 용어 "보존제"란 향미, 냄새, 색상, 질감, 외관, 영양가, 또는 안전성의 악화를 지연 또는 방지함으로써 식품 및 식품 이외의 제품의 저장 수명을 연장하는 물질을 지칭한다. 보존제는 부분적인 또는 완전한 미생물 균체의 파괴 또는 무력화를 유도하는 치명적인, 비가역적 작용을 제공할 필요는 없다. 멸균제, 살균제, 소독제, 포자박멸제, 바이러스 박멸제 및 결핵균 박멸제가 그러한 비가역적 작용 방식을 제공하고, 때때로 "살균" 작용으로서 언급된다. 대조적으로, 보존제는 가역적인 억제 또는 정세균성 작용을 제공할 수 있고, 즉 표적 미생물은 보존제가 제거되는 경우 증식을 재개할 수 있다. 보존제와 살균제의 주요 차이점은 주로 작용 방식(보존제는 미생물을 사멸시키는 것보다 오히려 성장을 방지함) 및 노출 시간(보존제는 수일에서 수개월 작용하는 반면 살균제는 기껏해야 몇분 작용함)을 수반한다.
본원에 사용된 용어 "아스페르질루스 니게르(Aspergillus niger) 추출물" 또는 "균류 추출물" 또는 "아스페르질루스 니게르 발효 추출물" 또는 "균류 발효 추출물"은 균류 발효 생성물을 지칭한다. 일부 구체예에서, 균류 발효에 사용된 유기체는 속 아스페르질루스 내에 있다. 일부 구체예에서, 균류 발효 생성물은 하나 이상의 효소를 포함한다. 일부 구체예에서, 효소 활성은 프로테아제 활성을 포함한다. 다른 효소 또는 비효소 활성, 특성, 또는 성분이 균류 발효 생성물 내에 존재할 수 있다. 그러한 활성, 특성, 또는 성분은, 비제한적으로, 셀룰로스 분해 활성, 2차 대사물질, 항생제 활성, 성장 촉진 활성, 또는 소화 촉진, 특히 가축 종의 위장관계 내에서의 소화 촉진을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "정제된" 또는 "정제하기 위한"은 샘플로부터의 성분의 제거를 지칭한다. 예를 들면, 효모 세포벽 또는 효모 세포벽 추출물이 비-효모 세포벽 성분(예, 원형질 막 및/또는 효모 세포내 성분)의 제거에 의해 정제되고; 이는 또한 효모 세포벽 이외에 오염물질 또는 기타 물질의 제거에 의해 정제된다. 비-효모 세포벽 성분 및/또는 비-효모 세포벽 오염물질의 제거는 샘플에서 효모 세포벽 또는 이의 성분의 비율의 증가를 유도한다.
본원에 사용된 용어 "생체내"란 생물학적 유기체 내에서 발생하는, 생물 내에서 실시되는 연구 및/또는 실험을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "시험관내"란 생물 외부의 인공 환경을 지칭하고 유기체 내에서 통상 일어나지만 인공 환경에서 일어나도록 만든 생물학적 과정 또는 반응을 지칭한다. 시험관내 환경은, 비제한적으로, 테스트 튜브 및 세포 배양을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "검체"란 원자, 분자, 원자 및/또는 분자 집단, 물질, 또는 화학 성분을 지칭한다. 검체, 이 자체는 측정할 수 없지만; 오히려, 검체의 측면 또는 특성(물리적, 화학적, 생물학적 등)은 분석 절차, 예컨대 HPLC를 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들면, "의자"(검체-성분), 이 자체는 측정할 수 없지만, 의자의 높이, 폭 등이 측정될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "생체이용률"은 유기체에서 이용가능하거나 또는 체순환에 도달하는 분자 또는 성분의 비율을 지칭한다. 분자 또는 성분이 정맥내 투여되는 경우, 이의 생체이용률은 100%이다. 하지만, 분자 또는 성분이 다른 경로(예, 경구)를 통해 투여되는 경우, 이의 생체이용률은 (불완전 흡수 및 초회 통과 대사로 인해) 감소한다. 영양 셋팅에 있어서, 생체이용률은 영양소의 흡수율 및 이용률을 지칭한다. 동일한 영양소의 상이한 형태는, 예를 들어, 상이한 생체이용률을 가질 수 있다.
본원에 사용된 용어 "흡수하다"란 또다른 물질을 "섭취하거나" 또는 "흡입하는" 과정을 지칭한다. 예를 들면, "흡수"는 확산 또는 삼투를 통해 세포 내로 또는 조직 및 기관을 거쳐 물질을 흡수 또는 소화시키는 과정(예, 소화 기관에 의한 영양소의 흡수 또는 혈류 내 약물의 흡수)을 지칭할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "흡착"이란 고체 또는 액체에 의해 재료가 격리되고/되거나 고체 또는 액체(격리제 및/또는 흡착제)의 표면 상에 재료가 축적되는 경우 일어나는 과정을 지칭한다(예, 이에 의해 분자 또는 원자(흡착질)의 필름을 형성함).
본원에 사용된 용어 "소화하다"란 식품, 사료, 또는 다른 유기 화합물의 흡수되는 형태로의 전환을 지칭하고; 열 및 수분 또는 화학 작용에 의해 연화되거나, 분해되거나, 또는 분쇄되는 것을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, "소화 기관"이란 소화가 일어나거나 일어날 수 있는 (위장관계를 비롯한) 기관을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "사료"란 동물에 의해 소비되고 동물의 규정식에 에너지 및/또는 영양소를 기여하는 재료(들)를 지칭한다. 사료의 예는, 비제한적으로, 완전 배합 사료(TMR), 여물(들), 펠렛(들), 농축물(들), 프리믹스(들), 부산물(들), 그레인(들), 디스틸러(distiller) 그레인(들), 당밀, 섬유소(들), 꼴(fodder)(들), 그라스(들), 건초, 커넬(들), 잎, 가루(meal), 가용성 물질(들), 및 보충물(들)을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "식품 보충제", "규정식 보충제", "규정식 보충제 조성물" 등은 규정식의 일부로서, 예컨대 동물 사료에의 첨가물로서 사용되는 규정식 또는 영양 보충제로서 조제된 식료물을 지칭한다. 예시적 규정식 보충제 조성물이 본원에 기술된다.
본원에 사용된 용어 "오메가-3 지방산"은 분자의 메틸 말단으로부터 제3 및 제4 탄소 원자 사이의 탄화수소 쇄에서 최종 이중 결합을 갖는 다불포화된 지방산을 지칭한다. 오메가-3 지방산의 비제한적 예는, 5,8,11,14,17-에이코사펜탄산(EPA), 4,7,10,13,16,19-도코사헥산산(DHA) 및 7,10,13,16,19-도코사펜탄산(DPA)을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "동물"은 동물계의 것을 지칭한다. 이는, 비제한적으로, 가축, 농장 동물, 사육 동물, 애완 동물, 해양 동물 및 담수 동물, 및 야생 동물을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "독성"이란 독소/독물의 접촉 또는 투여 전 동일한 세포 또는 조직과 비교하였을 때 대상체, 세포, 또는 조직에 대한 임의의 해로운, 유해한, 위험한, 또는 그렇지 않은 경우 부정적 효과(들)를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "산"은 양성자(들)를 공여하고/하거나 전자(들)를 수용할 수 있는 임의의 화학적 화합물을 지칭한다. 산은, 비제한적으로, 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산, 과염소산, 푸마르산, 말레산, 인산, 글리콜산, 락트산, 살리실산, 숙신산, 톨루엔-p-설폰산, 타르타르산, 아세트산, 시트르산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, 포름산, 벤조산, 말론산, 설폰산, 나프탈렌-2-설폰산, 벤젠설폰산 등을 포함한다. 다른 산, 예컨대 옥살산은, 그 자체로 약학적으로 허용가능한 것은 아니지만, 본 발명의 화합물 및 이의 약학적으로 허용가능한 산 부가 염을 얻는 데 중간체로서 유용한 염의 제조에 사용될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "염기"란 양성자(들)를 수용하고/하거나 전자(들) 또는 히드록시드 이온을 수용할 수 있는 임의의 화학적 화합물을 지칭한다. 염기는, 비제한적으로, 알칼리 금속(예, 나트륨) 히드록시드, 알칼리 토금속(예, 마그네슘) 히드록시드, 암모니아, 및 화학식 NW4 +의 화합물로서, W가 C1-4 알킬인 화합물 등을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "염"은 무기산 또는 유기산 및 염기로부터 유도될 수 있는 화합물을 지칭한다. 염의 예는, 비제한적으로, 아세테이트, 아디페이트, 알기네이트, 아스파테이트, 벤조에이트, 벤젠설포네이트, 비설페이트, 부티레이트, 시트레이트, 캄포레이트, 캄포르설포네이트, 시클로펜탄프로피오네이트, 디글루코네이트, 도데실설페이트, 에탄설포네이트, 푸마레이트, 플루코헵타노에이트, 글리세로포스페이트, 헤미설페이트, 헵타노에이트, 헥사노에이트, 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드, 2-히드록시에탄설포네이트, 락테이트, 말레에이트, 메탄설포네이트, 2-나프탈렌설포네이트, 니코티네이트, 옥살레이트, 팔모에이트, 펙티네이트, 퍼설페이트, 페닐프로피오네이트, 피크레이트, 피발레이트, 프로피오네이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 티오시아네이트, 토실레이트, 운데카노에이트 등을 포함한다. 염의 다른 예는 적당한 양이온, 예컨대 Na+, NH4 +, 및 NW4 +(이때, W는 C1-4 알킬 기임) 등과 화합된 본 발명의 화합물의 음이온을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "소포제"란 폼의 형성을 방지하는 데 사용되는 첨가제를 지칭하거나 이미 형성된 폼을 파괴하기 위해 첨가된다. "안티포머(antifoamer)" 또는 "디포머(defoamer)"로서 지칭되기도 하는 "소포제"는 폭기 또는 교반으로 인한 발효조 내 용액 또는 매질 또는 에멀션 또는 브로쓰(broth)의 표면 장력을 감소시켜, 폼의 형성을 억제하거나 변질시키는 첨가제를 지칭한다. 흔히 사용되는 제제는 불용성 오일, 디메틸 폴리실록산 및 다른 실리콘, 특정 알콜, 예컨대 스테아릴데칸올, 옥탈 데칸올, 설포네이트, 스테아레이트 및 글리콜이다.
본원에 사용된 용어 "세포"란 (단세포 유기체, 예컨대 효모의 경우에) 독립적 기능성 생명 단위로서, 또는 전체로서 유기체의 원인에 대해 특정한 기능을 수행하는 것에 특화된 (예, 식물 및 동물에서) 다세포 유기체에서의 서브단위로서 존재할 수 있는 자생적 자가 복제 단위를 지칭한다. 2가지로 구별된 유형의 세포들이 존재한다: 원핵 세포 및 진핵 세포.
본원에 사용된 용어 "진핵생물"이란 세포가 막에 둘러싸인 복합 구조로 조직화된 유기체를 지칭한다. "진핵생물"은 "원핵생물"과 구별될 수 있다. 용어 "원핵생물"이란 세포 핵 또는 다른 막-결합 세포소기관이 없는 유기체를 지칭한다. 용어 "진핵생물"이란 진핵생물의 전형적 특징들, 예컨대 핵 막에 의해 결합된 참 핵의 존재, 염색체에 있는 경우, 막-결합 세포소기관의 존재, 진핵생물 유기체에서 공통적으로 관찰되는 다른 특징들을 나타내는 세포를 갖는 모든 유기체를 지칭한다. 따라서, 이 용어는, 비제한적으로, 그러한 유기체, 예컨대 균류, 원생동물, 및 동물을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "농도"란 규정된 공간 당 물질의 양을 지칭한다. 농도는 통상 부피 단위 당 질량의 측면으로 표시된다.
용액을 희석하기 위해서는, 더 많은 용매를 첨가하거나, 또는 (예컨대, 농축된 효모 세포벽 추출물 또는 농축된 변질 효모 세포벽 추출물을, 예를 들어, 선택적 증발, 분무 건조, 동결 건조에 의해) 용질의 양을 감소시켜야 한다. 대조적으로, 용액을 농축시키기 위해서는, 더 많은 용질을 첨가하거나, 또는 용매의 양을 감소시켜야 한다.
본원에 사용된 용어 "층"이란 재료의 밀도 특성과 관련하여 원심분리에 의해 분리 후 수득되는 상부 부분 또는 분절을 형성하는 재료의 단층에 조직화되는 통상 수평적 침착물을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "채취하다"란 생성된 재료를 함께 수집 또는 모으는(예, 효모 생산 동안 생성된 재료를 함께 모으는) 작업을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "건조"란 분무 건조, 동결 건조, 공기 건조, 진공 건조 또는 물질에서 액체를 감소 또는 제거시키는 임의의 다른 유형의 과정을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "분무 건조"란 액체를 증발시켜 물질에서 액체를 감소 또는 제거시키기 위해 고온 가스를 이용하여 물질 함유 액체를 건조하는 공통적으로 사용되는 방법을 지칭한다. 다시 말해, 재료는 가열된 건조 공기를 기초로 분무 또는 미립자화에 의해 건조된다.
본원에 사용된 용어 "동결 건조" 및 용어 "얼림 건조" 및 용어 "냉동 건조( cyodesiccation)"란 승화에 의해 동결상태에서 물질로부터 용매를 제거하는 것을 지칭한다. 이것은 이의 공융점 미만으로 건조하고자 하는 재료를 동결시킨 후 승화의 잠열을 제공함으로써 달성된다. 정확한 입열의 조절은 생성물이 다시 용융하는 일 없이 동결상태로부터 건조하는 것을 허용한다. 실질 적용예에서, 그 과정이 촉진되고 감압 조건 하에서 정확하게 조절된다.
본원에 사용된 용어 "건조 자유 유동 분말"이란 자유 유동하는 건조 분말, 예컨대 대형 클램프의 방해 없이 컨테이너, 백, 용기 등으로부터 투입될 수 있는 분말을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "분쇄"란 충격, 전단, 또는 마모에 의해 입자 크기를 감소시키는 것을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "세척"이란 제제의 불순물 또는 불필요한 가용성 성분을 (예, 임의 유형의 용질(예, 희석된 물, 버퍼, 또는 용매) 또는 혼합물을 이용하여) 제거 또는 세정하는 것을 지칭한다(예, 효모 세포벽 추출물이 샘플로부터 비-효모 세포벽 성분을 제거하기 위해 세척될 수 있음).
본원에 사용된 용어 "효소"란 폴딩하여, 분자에 독특한 특성을 제공하고 특정한 화학적 반응을 위한 촉매 또는 화학물질로서 작용하여, 특별한 세트의 반응물(소위, 기질)을 특별한 생성물로 전환시키는 특정한 3차원 구조를 생성하는 특징적 서열의 아미노산을 갖는 단백질 또는 단백질계 분자로서 지칭된다.
본원에 사용된 용어 "펩티드", 용어 "폴리펩티드" 및 용어 "단백질"은 공유 "펩티드 결합"에 의해 연결되는 기본적인 서열의 아미노산을 지칭한다. 일반적으로, 펩티드는 몇몇의 아미노산, 통상 2∼50개의 아미노산으로 이루어져 있고, 단백질보다는 짧다. 용어 "폴리펩티드"는 펩티드 및 단백질을 포괄한다. 펩티드, 폴리펩티드 또는 단백질은 합성, 재조합 또는 천연 발생일 수 있다. 합성 펩티드는 시험관내 인공 수단에 의해 생성된다(예를 들어, 생체내에서 생성되지 않는다).
본원에 사용된 용어 "프로테아제"란 단백질을 펩티드 또는 아미노산으로 가수분해적으로 분해하는 것을 촉진하는 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제를 비롯한 임의의 각종 효소를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "세포용해"는 세포내 성분의 방출을 유도하는 효모 세포막 및 효모 세포벽의 붕해 또는 파열을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, "세포용해"는 물리적, 기계적, (자기소화 및 가수분해를 비롯한) 효소성 또는 ("알콜 충격" 및 가수분해를 비롯한) 삼투성 메카니즘의 결과로서 일어난다.
본원에 사용된 용어 "자기소화"란 예를 들어 자기 생성 물질, 예컨대 효소 등에 의해 일부 또는 전체 세포 또는 조직의 분해를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "가수분해"란 (예컨대, 더 간단한 단위로 (예를 들어, 전분에서 글루코스로) 중합체를 분해하는 데 사용되는) 물의 첨가에 의해 화합물을 단편으로 분리시키는 과정을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "샘플"은 임의의 공급원으로부터 수득한 견본 또는 배양물, 및 생물학적 및 환경적 샘플을 비롯하여 광범위한 의미로 사용된다. 생물학적 샘플은 동물(인간 포함)로부터 수득할 수 있고 유체, 고체, 조직, 및 가스를 포괄한다. 생물학적 샘플은 혈액 생성물, 예컨대 혈장, 혈청 등을 포함한다. 환경적 샘플은 환경 재료, 예컨대 표면 물질, 토양, 물, 결정 및 산업 샘플을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "복합"이란 둘 이상의 별도의 실재 사이의 연계(예, 둘 이상의 실재 사이의 연계로서, 상기 실재는 동일하거나 상이함(예, 동일한 또는 상이한 화학적 종))에 의해 형성되는 실재를 지칭한다. 연계는 공유 결합 또는 비공유 결합을 통한 것일 수 있다(예, 반데르발스, 정전기, 전하 상호작용, 소수성 상호작용, 쌍극자 상호작용, 및/또는 수소 결합 힘(예, 우레탄 결합, 아미드 결합, 에스테르 결합, 및 이의 조합)).
본원에 사용된 용어 "산화방지제"란 다른 분자의 산화를 지연 또는 방지할 수 있는 분자를 지칭한다.
"VE"로도 지칭되는 본원에 사용된 용어 "비타민 E"는 α-, β-, γ-, 및 δ-토코페롤 및 산화방지 특성을 갖는 지용성 비타민인 상응한 4개의 토코트리에놀과 관련한 8 세트의 통칭을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "비타민 C"는 인간, 대다수의 고등 영장류 종, 소수의 기타 포유동물 종(특히, 기니아피그 및 박쥐), 몇몇의 조류 종, 및 일부 어류의 주요 영양소를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "아스코르베이트"는 모든 동물 및 식물에서 일정 범위의 주요 대사 반응물에 필요한 (아스코르브산의 이온)을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "보존 제제" 및 용어 "보존제"는 부패가 없도록 온전하게 유지시키고 분해를 유지 또는 방지하는 것을 지칭한다.
"가축 종" 및 또한 "사육 가축" 및 또한 "상업적으로 키워진 동물"로도 지칭되는 본원에 사용된 용어 "가축"은 식품 또는 섬유소와 같은 것을 생산하도록 셋팅하거나 또는 수고하는 농업 또는 수산양식에서 의도적으로 사육되는 길들여진 동물을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "TAC"는 전체 산화방지 용량을 지칭한다. TAC는 각종 반응성 산소/질소 라디칼에 대한 산화방지 활성의 스펙트럼을 지칭할 수 있다. Brunswick 토탈 산화방지 용량 분석(예, 페록실 라디칼(ROO), 히드록실 라디칼(HO), 일중항 산소(1O2) 및 퍼옥시니트라이트(ONOO-)에 대한 비-효소 산화방지에 집중됨)을 비롯하여 TAC를 측정하는 데 수많은 상이한 유형의 분석이 이용될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명은 동물 사료를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 영양소 및 에너지원의 대사에 대해 동물 사료를 분석하기 위한 시험관내 시스템 및 방법에 관한 것이다.
영양소 및 에너지원에 대해 동물 사료를 분석하는 현행 방법은 최대 2주의 준비 작업을 필요로 하는 절차를 수반하고 여러 가지 별도의 장비를 이용한다. 일부 방법은 근적외선 분광기를 이용하여 분석되는 생체내 소화 특징을 수반한다. 그러한 방법을 이용하여 개발된 모델은 단지 초기 사료의 예측 변수만을 제공하고, 이는 소화를 향상시키는 것에 있어 특정 효소가 가질 수 있는 효과를 포함하지 않는다. 이러한 해법은 동물 시험관내 절차를 이용하거나 연속적인 모방 소화를 하지 않는다. 대부분의 기법들은 단지 하나의 특정한 사료에 대해서만 적용가능하다. 현재 상황에서는 효율적인 방식으로 다수의 사료 및 효소에 대해 결과를 제공할 수 있는 절차가 존재하지 않는다.
따라서, 일부 구체예에서, 본 발명은 총 에너지, 가소화 에너지, 인 방출, 당류 방출에 대한 효소에 의한 효과에 대해 사료(예, 동물 사료)를 분석하고, 사료 내에 추가의 효소가 존재하는 경우 이를 측정하는 효율적인 방식을 제공한다. 본원에 기술된 이러한 시스템 및 방법은 다중 성분에 대해 다수의 사료를 분석할 수 있고 생체내 실험을 하는 일 없이 신속하게 업데이트할 수 있다.
본 발명의 구체예는 하기 도 1 및 실시예 1에 기술된다. 실시예 1에는 스펙트럼 데이타를 확인하고 특성화(예, 정량화)하는 데이타베이스 및/또는 모델의 개발이 기술된다. 예를 들면, 일부 구체예에서, 방법은 시험관내 소화를 이용한 후, 근적외선 분광기 디바이스에 의한 분석 및 분석적 분석을 이용한다. 일부 구체예에서, 분석적 분석은 시험관내 소화 후 남아있는 잔여 단백질, 인, 탄수화물, 및 총 에너지를 확인한다. 일부 구체예에서, 봄베 열량계가 총 에너지를, 질소 연소 분석기가 단백질을, 그리고 미네랄 탐지기(예, 유도 결합 플라즈마(ICP))가 인 함량을 분석하는 데 이용된다. NIR은 소화된 재료를 스캐닝하는 데 이용된다. 복수의 샘플(예, 5개 이상, 10개 이상, 20개 이상, 50개 이상 등)로부터의 분석적 결과가 소화된 사료의 특정 성분과 NIR 피크를 서로 관련시키는 데 이용된다. 이후 NIR 스펙트럼의 확인 및 분석을 허용하는 모델을 상관관계로부터 발생시킨다. 이러한 모델 또는 데이타베이스를 이용하여 각 샘플에 대해 완전한 분석적 분석을 실시할 필요 없이 피크를 확인 및 정량한다.
I. 사료 분석
따라서, 일부 구체예에서, 본 발명의 시스템 및 방법은 a) 시험관내 모델을 사용하여 사료를 소화시키는 단계; b) 분광기(예, NIR)를 이용하여 수집된 건조 물질을 분석하는 단계; 및 c) 기술된 데이타베이스/모델을 사용하여 스펙트럼 피크를 확인 및 정량하는 단계를 수행한다. 본원에 기술된 시스템 및 방법은 확장된 분석적 분석 없이 동물 사료의 신속하고 정확한 분석을 허용한다. 일부 구체예에서, 결과는 소정의 사료 제형의 소화율에 대하여 특정 효소(예, 소화 효소)의 영향을 예측하는 데 이용된다.
일부 구체예에서, 시험관내 소화는, 실험실 제어된 조건 하에서 일치하는 결과를 제공하면서, 동물의 내부에서 천연적으로 발생하는 것과 가능한 한 가깝게 동물 소화를 모방하기 위해 이용된다. 소화 절차는 완전하게 구현되도록 하기 위해 분석된 성분(예, 효소)의 효과에 중요하다.
본 발명은 특정한 시험관내 소화 방법으로 제한되지 않는다. 시험관내 소화 방법은 효소, 열, 산, 및 인큐베이션의 이용을 통해 소화를 모방한다. 일부 구체예에서, 시험관내 소화는 위장 소화 단계, 및 후속 장 소화 단계를 포함한다. 일부 구체예에서, 펩신이 위장 소화 단계에 포함되고 판크레아틴이 장 소화 단계에 포함된다. 본 발명은 특정한 시간 경과, pH, 또는 소화 효소로 제한되지 않는다. 프로토콜은 사료 및 원하는 수준의 소화를 기준으로 변경될 수 있다. 예시적 시험관내 소화 방법은 미국 특허 6,750,035, 8,357,408 및 8,067,238 및 문헌[Boisen, S. (1990). A Model for Feed Evaluation Based on In vitro Digestible Dry Matter and Protein. In: In vitro Digestion for Pigs and Poultry (M.F. Fuller, editor). Oxford University Press, Oxford, pp. 136-139]에 기술되어 있으며; 이의 전문은 본원에 각각 참고 인용된다.
일부 구체예에서, 근적외선 분광기가 소화된 사료를 분석하는 데 이용된다. 근적외선 분광기 디바이스는 소화된 사료 내에 위치한 성분에 대해 소화된 사료를 스캐닝하고 정량적 수치를 제공한다. 이것은 동물 내에서 효소의 효과의 정확한 예상을 허용한다.
따라서, 일부 구체예에서, 본원에 기술된 시스템 및 방법은 특정 사료 첨가제가 동물에서 사료의 소화를 돕거나 억제하는지 결정하는 것에 사용된다. 이러한 정보는 사료 제형을 결정하여 사료의 생체이용률을 최대화시키는 데 유용하다.
본원에 기술된 시스템 및 방법은 하나 이상의 특별한 사료에 사용될 수 있고 또한 소화 수준에 있어서 다중 효소의 효과를 관찰할 수 있다. 이러한 결과는 실제 환경과 관련된 사용자(예, 농부)에게 정보를 제공하는 신속한 방식으로 수득된다.
본원에 기술된 시스템 및 방법은 각종 효소에 대해 사료를 분석하기에 적당하다. 복합 사료 내 성분은 변경될 수 있고 여러가지 공급원으로부터 올 수 있다.
II. 사료
본 발명은 임의의 수의 동물 사료의 분석에 사용되고 특정한 사료의 분석으로 제한되지 않는다. 동물 사료는 사육 가축(예, 소, 염소, 양, 말, 가금류, 버팔로, 알파카, 라마, 당나귀, 노새, 토끼, 및 돼지)을 사육하는 데 특별히 사용되는 임의의 식용재료(foodstuff)이다. 동물 사료는 종종 건초, 밀짚, 사일리지, 압축화 및 펠렛화 사료, 오일 및 혼합 식량, 효소, 및 또한 발아 그레인 및 콩류를 포함한다. 전세계 동물 사료 산업은 연간 약 2%의 성장률로 2006년에 6억35백만톤의 사료를 소비하였다. 인간 식품보다 사료를 성장시키는 농지의 사용은 논란이 될 수 있고; 일부 유형의 사료, 예컨대 옥수수(메이즈)는 또한 인간 식품으로서 제공될 수 있지만, 나머지, 예컨대 풀은 그렇지 않다.
동물에게 에너지원을 제공하는 것 이외에, 동물 사료는 또한 신체에 의해 이용되는 영양소를 제공하여 산화 스트레스로부터 보호된다. 예를 들면, 동물 사료는 종종 면역, 건강 및 생산을 최적화시키는 데 중요한 산화방지제를 포함한다. (예를 들어, 산화방지제가 풍부한 규정식의 소비를 통해) 강력한 산화방지제 가능성을 보유하는 동물은 스트레스를 다루고 이의 완전한 가능성을 수행하도록 보다 우수하게 갖춰진 동물을 유도한다.
일부 구체예에서, 사료는 셀레늄을 포함한다. 본 발명은 셀레늄 성분의 유형 또는 공급원으로 제한되지 않는다. 사실상, 셀레늄의 각종 상이한 유형 및 공급원은 비제한적으로 유기 공급원의 셀레늄(예, 셀렌화된 효모, 셀레노메티오닌 등) 및 무기 공급원의 셀레늄(예, 셀레늄 염(예, 나트륨 셀레나이트, 나트륨 셀레네이트, 코발트 셀레나이트 및 코발트 셀레네이트, 셀렌산, 아셀렌산, 셀레늄 브로마이드, 셀레늄 클로라이드, 셀레늄 헥사플루오라이드, 셀레늄 옥시드, 셀레늄 옥시브로마이드, 셀레늄 옥시클로라이드, 셀레늄 옥시플루오라이드, 셀레늄 설파이드, 셀레늄 테트라브로마이드, 셀레늄 테트라클로라이드, 셀레늄 테트라플루오라이드 등)을 포함하는 본 발명에 사용된다. 바람직한 구체예에서, 셀레늄 성분은 SEL-PLEX(Alltech, 미국 켄터키주 니콜라스빌 소재)이다.
일부 구체예에서, 동물 사료는 오메가-3 지방산을 포함한다. 본 발명은 임의의 특정한 오메가-3 지방산으로 제한되지 않는다. 실제로, 각종 오메가-3 지방산은 비제한적으로 α-리놀렌산(ALA), 스테아리돈산(STD), 에이코사트리엔산(ETE), 에이코사테트라에노산(ETA), 에이코사펜탄산(EPA), 도코사펜탄산(DPA), 도코사헥산산(DHA), 테트라코사펜탄산, 및 테트라코사헥산산(니신산)을 포함하는 본 발명의 규정식 보충제 조성물에서 사용된다. 바람직한 구체예에서, 오메가-3 지방산은 DHA이다. 유사하게, 본 발명은 임의의 특정한 공급원의 오메가-3 지방산으로 제한되지 않는다. 실제로, 각종 공급원의 오메가-3 지방산은 비제한적으로 조류(예, 조류 가루 유래), 크릴 오일, 또는 오메가-3 지방산을 보유하는 것으로 공지된 다른 공급원을 포함하여 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 오메가-3 지방산은 (예를 들어, 식물 또는 동물 세포에서) 천연적으로 생성된다. 일부 구체예에서, 오메가-3 지방산은 합성 발생된다.
일부 구체예에서, 동물 사료는 조류 가루를 포함한다. 일부 구체예에서, 조류 가루는 고농도의 지방산을 생성하는 유기체를 이용하여 발생된다. 일부 구체예에서, 조류 가루는 고수율의 도코사헥산산(DHA)을 갖는 종을 이용하여 발생된다. 일부 구체예에서, 조류 종은 라비린쓰울로마이세이트(Labyyrinthulomycetes)(트라우스토키트리드(thraustochytrid), 라비린쓰울리드(labyrinthulid)) 내에 있다. 일부 구체예에서, 조류 종은, 예를 들어, 트라우스토키트라움(Thraustochytrium) 종, 트라우스토키트라움 스트리아툼(Thraustochytrium striatum), 트라우스토키트라움 로세움(Thraustochytrium roseum), 트라우스토키트라움 아우레움(Thraustochytrium aureum), 스키조키트리움 리마시눔(Schizochytrium limacinum), 크립테코디늄 코니이(Crypthecodinium cohnii), 및 아우란티오키트리움(Aurantiochytrium) 종 중 하나 이상으로부터 선택된다.
일부 구체예에서, 동물 사료는 산화방지제를 포함한다. 일부 구체예에서, 산화방지제는 아스코르브산이다. 본 발명은 임의의 특정한 공급원 또는 유형의 아스코르브산(예, 산화방지제 특성을 갖는 당류 산)으로 제한되지 않는다. 일부 구체예에서, 아스코르브산은 비타민 C이다. 일부 구체예에서, 아스코르베이트(예, 아스코르브산, 미네랄 아스코르베이트 염, 로즈 힙, 아세로라 등)가 이용된다.
동물에게 공급되는 동물 사료의 경우, 당업계에 공지된 임의의 동물 사료 블렌드, 예컨대 평지씨박, 면실박, 콩가루, 및 옥수수 가루가 본 발명에 따라 사용될 수 있지만, 콩가루 및 옥수수 가루가 특히 바람직하다. 동물 사료 블렌드는 본 발명의 규정식 보충제 조성물에 의해 보충되지만, 다른 성분들은 경우에 따라 동물 사료 블렌드에 첨가될 수 있다. 동물 사료 블렌드의 선택적 성분들은 당류 및 복합 탄수화물, 예컨대 수용성 및 수불용성 단당류, 이당류 및 다당류를 포함한다. 사료 블렌드에 첨가될 수 있는 선택적 아미노산 성분은 아르기닌, 히스티딘, 이소류신, 류신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 티로신 에틸 HCl, 알라닌, 아스파르트산, 나트륨 글루타메이트, 글리신, 프롤린, 세린, 시스테인 에틸 HCl, 및 이의 유사체 및 염이다. 경우에 따라 첨가될 수 있는 비타민은 티아민 HCl, 리보플라빈, 피리독신 HCl, 니아신, 니아신아미드, 이노시톨, 콜린 클로라이드, 칼슘 판토테네이트, 비오틴, 폴산, 및 비타민 A, B, K, D, E 등이다. 미네랄, 육분 또는 어분으로부터 얻은 단백질을 포함한 단백질 성분, 액체 또는 분말화된 달걀, 어즙 사료, 유장 단백질 농축물, 오일(예, 대두유), 콘스타치, 칼슘, 무기질 인, 황산구리, 염, 및 석회석이 또한 첨가될 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 약제 성분, 예컨대 항생제가 동물 사료 블렌드에 첨가될 수 있다.
일부 구체예에서, 동물 사료는 알파파(루서린), 바알리, 버어즈풋트 트레포일, 유채속(예, 차우 오엘리어(Chau moellier), 케일, 평지씨(카놀라), 루타바가(스웨덴 순무), 순무), 클로버(예, 엘사이크 클로버, 레드 클로버, 서브터라니안 클로버, 화이트 클로버), 그라스(예, 야생귀리(False oat grass), 페스큐류(Fescue), 버뮤다 그라스, 참새귀리, 포아풀. 자주포아풀(천연적으로 혼합된 그라스랜드 초지 유래), 오처드 그라스, 라이그라스, 티모시그라스), 콘(메이즈), 밀레(Millet), 귀리, 수수, 대두, 트리("트리-헤이"를 위한 밀기울 나무 순), 및 위트 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 조성물은 동물에게 공급하였을 때 (예를 들어, 규정식 보충제에 의해 규정식에 첨가되는 칼로리 수를 제한하는 것이 바람직한 경우) 하나 이상의 불활성 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 규정식 보충제 조성물 및/또는 본 발명의 규정식 보충제 조성물이 첨가되는 동물 사료 또는 식용재료는 또한 예를 들면, 허브, 비타민, 미네랄, 인헨서, 착색제, 감미제, 향미제, 불활성 성분, 디히드로에피안도스테론(DHEA), Fo-Ti 또는 Ho Shu Wu(전통적 아시아 치료에 흔한 허브), 캣츠 클러(오래된 허브 성분), 그린티(폴리페놀), 이노시톨, 켈프, 덜스, 비오플라비노이드, 말토덱스트린, 쐐기풀, 니아신, 니아신아미드, 로즈마리, 셀레늄, 실리카(이산화규소, 실리카겔, 쇠뜨기, 쉐이브그라스(shavegrass) 등), 스피룰리나, 아연 등을 포함하는 선택적 성분들을 함유할 수 있다. 이러한 선택적 성분들은 천연 발생 또는 농축된 형태일 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 규정식 보충제 조성물은 비제한적으로 칼슘 포스페이트 또는 아세테이트, 3염기; 칼륨 포스페이트, 2염기; 마그네슘 설페이트 또는 옥시드; 염(나트륨 클로라이드); 칼륨 클로라이드 또는 아세테이트; 페릭 오르쏘포스페이트; 니아신아미드; 아연 설페이트 또는 옥시드; 칼슘 판토테네이트; 구리 글루코네이트; 리보플라빈; 베타-카로틴; 피리독신 히드로클로라이드; 티아민 모노니트레이트; 폴산; 비오틴; 크롬 클로라이드 또는 피콜로네이트; 칼륨 요오다이드; 나트륨 셀레네이트; 나트륨 몰리브데이트; 필로퀴논; 비타민 D3; 시아노코발라민; 나트륨 셀레나이트; 황산구리; 비타민 A; 이노시톨; 칼륨 요오다이드를 비롯하여 (예를 들어, 동물 사료를 발생시키기 위해) 다른 식용재료들과 혼합되고/되거나 조합된다. 비타민 및 미네랄의 적당한 사용량은, 예를 들어 U.S. RDA 가이드라인을 찾아봄으로써 얻을 수 있다.
추가 구체예에서, (예를 들어, 동물 사료를 발생시키기 위해) 규정식 보충제 조성물이 첨가되고/되거나 조합되는 본 발명의 규정식 보충제 조성물 또는 다른 식용재료는 하나 이상의 식품 향미제, 예컨대 아세트알데히드(에타날), 아세토인(아세틸 메틸카르비놀), 아네톨(파라프로페닐 아니솔), 벤즈알데히드(벤조익 알데히드), N 부티르산(부탄산), d 또는 1 카르본(카르볼), 신남알데히드(신나믹 알데히드), 시트랄(2,6 디메틸옥타디엔 2,6 알 8, 게라 니알, 네랄), 데카날(N 데실알데히드, 카프랄데히드, 카프릭 알데히드, 카프린알데히드, 알데히드 C 10), 에틸 아세테이트, 에틸 부티레이트, 3 메틸 3 페닐 글리시드산 에틸 에스테르(에틸 메틸 페닐 글리시데이트, 스트로베리 알데히드, C16 알데히드), 에틸 바닐린, 게라니올 (3,7 디메틸 2,6 및 3,6 옥타디엔 1 올), 게라닐 아세테이트(게라니올 아세테이트), 리모넨(d, l, 및 dl), 리날로올(리날롤, 3,7 디메틸 1,6 옥타디엔 3 올), 리날릴 아세테이트(베르가몰), 메틸 안트라닐레이트 (메틸 2 아미노벤조에이트), 피페로날(3,4 메틸렌디옥시 벤즈알데히드, 헬리오트로핀), 바닐린, 알파파(메디카고 사티바 엘.(Medicago sativa L.)), 올스파이스(피멘타 오피시날리스(Pimenta officinalis)), 사향 씨(히비스커스 아벨모슈스(Hibiscus abelmoschus)), 앤젤릭(앤젤리카 아르찬젤리카(Angelica archangelica)), 앙고스투라(갈리페아 오피시날리스(Galipea officinalis)), 아니스(핌피넬라 아니숨(Pimpinella anisum)), 스타 아니스(일리시움 베룸(Illicium verum)), 향유(멜리싸 오피시날리스(Melissa officinalis)), 바실(오시뭄 바실리쿰(Ocimum basilicum)), 베이(라우루스 노빌리스(Laurus nobilis)), 칼렌듈라(칼렌듈라 오피시날리스(Calendula officinalis)), 안테미스 노빌리스(Anthemis nobilis), 캅시쿰(캅시쿰 프루테센스(Capsicum frutescens)), 캐러웨이(카룸 카르비(Carum carvi)), 카르다몸(엘레타리아 카르다모뭄(Elettaria cardamomum)), 계피(신나모뭄 카씨아(Cinnamomum cassia)), 카옌 페퍼(캅시쿰 프루테센스(Capsicum frutescens)), 셀러리 씨(아피움 그라베올렌스(Apium graveolens)), 처빌(안트리스쿠스 세레폴리움(Anthriscus cerefolium)), 차이브(알리움 스초에노프라줌(Allium schoenoprasum)), 고수(코리안드룸 사티붐(Coriandrum sativum)), 커민(쿠미눔시미눔(Cuminumcyminum)), 엘더 플라워(삼부쿠스 카나덴시스(Sambucus canadensis)), 회향(포에니쿨룸 불가레(Foeniculum vulgare)), 페뉴그릭(트리고넬라 포에눔 그라에쿰(Trigonella foenum graecum)), 생강(진기버 오피시날레(Zingiber officinale)), 허하운드(마루비움 불가레(Marrubium vulgare)), 호스래디시(아르모라시아 라파티폴리아(Armoracia lapathifolia)), 히솝(히소푸스 오피시날리스(Hyssopus officinalis)), 라벤더(라반둘라 오피시날리스(Lavandula officinalis)), 메이스(미리스티카 프라그란스(Myristica fragrans)), 마조람(마조라나 호르텐시스(Majorana hortensis)), 머스타드(브라씨카 니그라(Brassica nigra), 브라씨키 준세아(Brassica juncea), 브라씨카 히르타(Brassica hirta)), 넛메그(미리스티카 프라그란스(Myristica fragrans)), 파프리카(캅시쿰 안누움(Capsicum annuum)), 블랙 페퍼(피퍼 니그룸(Piper nigrum)), 페퍼민트(멘타 피페리타(Mentha piperita)), 퍼피 시드(파파예르 솜니페룸(Papayer somniferum)), 로즈마리(로즈마리누스 오피시날리스(Rosmarinus officinalis)), 사프란(크로쿠스 사티부스(Crocus sativus), 세이지(살비아 오피시날리스(Salvia officinalis)), 세이보리(사투레이아 호르텐시스(Satureia hortensis), 사투레이아 몬타나(Satureia montana)), 참깨(세사뭄 인디쿰(Sesamum indicum)), 스피어민트(멘타 스피카타(Mentha spicata)), 타라곤(아르테미시아 드라쿤쿨루스(Artemisia dracunculus)), 타임(티무스 불가리스(Thymus vulgaris), 티무스 세르필룸(Thymus serpyllum)), 터메릭(쿠르쿠마 롱가(Curcuma longa)), 바닐라(바닐라 플라니폴리아(Vanilla planifolia)), 제도아리(쿠르쿠마 제도아리아(Curcuma zedoaria)), 수크로스, 글루코스, 사카린, 소르비톨, 만니톨, 아스파탐을 포함할 수 있다. 다른 적당한 향미제는 당업자에게 공지된 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Edition, Mack Publishing, p. 1288-1300 (1990), and Furia and Pellanca, Fenaroli's Handbook of Flavor Ingredients, The Chemical Rubber Company, Cleveland, Ohio, (1971)]에 개시된다.
다른 구체예에서, 조성물은 하나 이상의 합성 또는 천연 식품 착색제(예, 아나토 추출물, 아스타잔틴, 비트 분말, 울트라마린 블루, 칸타크산틴, 카라멜, 카로테날, 베타 카로틴, 카민, 볶은 면실 가루, 페러스 글루코네이트, 페러스 락테이트, 그레이프 색상 추출물, 그레이프 스킨 추출물, 철 옥시드, 과일 주스, 야채 주스, 건조 매리골드 가루, 캐롯 오일, 콘 엔도스펌 오일, 파프리카, 파프리카 올레오레진, 리보플라빈, 사프론, 투메릭, 투메릭 및 올레오레진)을 포함한다.
추가 구체예에서, 조성물은 하나 이상의 파이토영양소(예, 대두 이소플라보노이드, 올리고머릭 프로안트시아니딘, 인돌 3 카르비놀, 설포라폰, 섬유질 리간드, 식물 파이토스테롤, 페룰산, 안토시아노시드, 트리터펜, 오메가 3/6 지방산, 공액 지방산, 예컨대 공액 리놀레산 및 공액 리놀렌산, 폴리아세틸렌, 퀴논, 터펜, 카테킨, 갈레이트, 및 퀴르시틴)를 포함한다. 식물 파이토영양소의 공급원은, 비제한적으로, 대두 레시틴, 대두 이소플라본, 갈색 쌀배아, 로얄 젤리, 벌 프로폴리스, 아세로라 베리 주스 분말, 재패니스 그린티, 그레이프 시드 추출물, 그레이프 스킨 추출물, 캐롯 쥬스, 빌베리, 아마자 가루, 벌 폴렌, 긴코 빌로바(ginkgo biloba), 프림로즈(달맞이꽃 오일), 레드 클로버, 우엉 뿌리, 민들레, 파슬리, 로즈힙, 밀크시슬, 생강, 가시오가피, 로즈마리, 커큐민, 마늘, 리코펜, 그레이프프루트 시드 추출물, 시금치, 및 브로콜리를 포함한다.
다른 구체예에서, 조성물은 하나 이상의 비타민(예, 비타민 A, 티아민(B1), 리보플라빈(B2), 피리독신(B6), 시아노코발라민(B12), 비오틴, 레티노산(비타민 D), 비타민 E, 폴산 및 다른 폴레이트, 비타민 K, 니아신, 및 파토텐산)을 포함한다. 일부 구체예에서, 입자는 하나 이상의 미네랄(예, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 인, 염소, 철, 아연, 망간, 불소, 구리, 몰리브덴, 크롬, 및 요오드)을 포함한다. 특히 바람직한 일부 구체예에서, 복수의 입자의 사용량은 미국 농무부에 의해 구체화된 바와 같이 하루 섭취 권고량(RDA)의 범위 내의 비타민 또는 미네랄을 포함한다. 다른 구체예에서, 입자는 하나 이상의 아미노산이 포함된 아미노산 보충 제제(예, 1-카르니틴 또는 트립토판)를 포함한다.
일부 구체예에서, 사료 조성물은 보충 효소를 함유한다. 효소는 식물 기원의 사료의 영양소 유효성을 최적화한다. 단위 동물, 예컨대 돼지 또는 가금류는 특정 물질, 예컨대 비전분 다당류(NSP) 및 파이테이트(phytate)를 이용하기 위한 자신의 효소를 갖고 있지 않다. 따라서, 사료의 일부는 정상적으로 소화되지 않는다. 그러한 소화되지 않은 성분들은 장관을 통과하게 되고 이것은 동물이 사료의 일부 영양가를 손실하고, 더하여 환경 상에서, 특히 밀접하게 농작된 지역에서 추가의 부담이 된다는 것을 의미한다. 사료 효소를 규정식에 첨가하는 것이 그러한 문제를 극복하며 영양소 이용의 효율을 증가시킨다. 상기 효소의 예시는 프로테아제, 균류 프로테아제, 셀룰라아제, 크실라나아제, 피타아제, 산 포스파타아제, 베타-글루카나아제, 펙티나아제, 및 알파 아밀라아제이다. 효소는 정제 형태, 부분 정제 형태, 또는 미정제 형태로 제공될 수 있다. 효소 공급원은 자연(예, 균류) 또는 합성 또는 시험관내 생산(예, 재조합)일 수 있다. 일부 구체예에서, 프로테아제(예, 펩신)가 첨가된다. 일부 구체예에서, 구입 가능한 효소 또는 효소 혼합물이 첨가된다(예, Allzyme SSF, 미국 켄터키주 니콜라스빌 소재의 Alltech에서 구입 가능).
일부 구체예에서, 산화방지제가 또한 식용재료, 예컨대 동물 사료 조성물에 첨가될 수도 있디. 천연 발생 산화방지제, 예컨대 베타-카로틴, 비타민 C, 및/또는 합성 산화방지제, 예컨대 부티레이트화 히드록시톨루엔, 부티레이트화 히드록시아니솔, 3차-부틸히드로퀴논, 프로필 갈레이트 또는 에톡시퀸을 식용재료에 도입함으로써 산화가 방지될 수 있다. 산화방지제에 의해 상승적으로 작용하는 화합물, 예컨대 아스코르브산, 시트르산, 및 인산이 첨가될 수도 있다. 이러한 방식으로 혼입되는 산화방지제의 양은 생성물 제형, 해상운송 조건, 패키징 방법, 및 원하는 유통 기한과 같은 요건에 따라 달라진다.
본 발명의 조성물은 임의의 동물에게 공급될 수 있다. 예시적 동물은, 비제한적으로, 새, 소, 돼지, 말, 양, 및 염소, 어류, 조개류, 카멜리드, 고양이, 개, 및 설치류 종을 포함한다. 따라서, 일부 구체예에서, 본 발명의 규정식 보충제 조성물을 포함하는 식용재료는 비제한적으로 농경 동물, 예컨대 돼지 종(예, 바로우(barrow)(즉, 거세된 수컷 돼지), 길트(gilt)(즉, 첫 교배 전의 암컷 돼지) 및 임의의 다른 유형의 돼지), 닭(예, 비제한적으로 브로일러 및 브리더를 비롯한 임의 유형, 종류, 또는 종), 칠면조(폴트(즉, 부화후 첫 몇주령) 및 더 높은 령의 동물), 오리, 꿩, 거위, 메추라기, 소, 양, 염소, 실험실 설치류(레트, 마우스, 햄스터 및 게르빌루스쥐), 모피 동물, 예컨대 밍크 및 여우, 및 동물원 동물, 예컨대 원숭이 및 유인원, 임의의 다른 조류 종, 해수 또는 담수 수생 종, 포획 동물(예, 동물원 동물), 또는 사육 동물(예, 개 및 고양이)을 비롯한 임의의 단위 동물(즉, 단일 구획 위장을 갖는 동물)에게 공급된다.
III. 시스템
일부 구체예에서, 본 발명은 동물 사료의 분석을 위한 시스템을 제공한다. 일부 구체예에서, 시스템은 시험관내 소화를 수행하고, 스펙트럼 데이타를 얻고, 스펙트럼 데이타를 분석하여 동물 사료의 소화에 대해 사료 첨가제의 영향을 측정하기에 유용하거나, 필요하거나 또는 충분한 성분을 포함한다.
예를 들면, 일부 구체예에서, 시스템은 시험관내 소화를 수행하기 위한 시약 및 용기(예, 효소, 산, 온도 제어 요소, 반응 용기 등)를 포함한다. 일부 구체예에서, 시스템은 NIR 기기 및 소모품을 포함한다. 일부 구체예에서, 시스템은 스펙트럼 데이타를 분석하는 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 소프트웨어를 포함한다.
본 발명은 또한 각종 컴퓨터 관련 구체예를 제공한다. 특히, 일부 구체예에서, 본 발명은 (예를 들어, 본원에 기술된 방법을 이용하여) NIR 피크의 패턴을 분석하고, 예컨대, 특정 검체를 나타내는 것으로 공지되어 있는 피크 라이브러리와 비교하기 위해 프로그래밍된 컴퓨터를 제공한다.
본원에 기술된 방법 및 시스템은 수많은 방법으로 실시될 수 있다. 일 구체예에서, 방법은 통신 기반시설, 예컨대 인터넷의 이용을 수반한다. 본 발명의 여러 가지 구체예가 하기 논의된다. 또한, 본 발명은 각종 형태의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 프로세서, 분산 서버(예, 클라우드 컴퓨팅에서 사용되는 것) 또는 이의 조합으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본원에 기술된 방법 및 시스템은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 실시될 수 있다. 소프트웨어는 프로그램 저장 디바이스 상에 실재하도록 담기는 어플리케이션 프로그램으로서 실행되거나, 또는 (예, 애플릿으로서) 사용자의 컴퓨팅 환경에서 그리고 검토자의 컴퓨팅 환경에서 소프트웨어의 상이한 부분에서 실행될 수 있고, 이때 검토자는 (예를 들어, 서비스 제공자의 시설에서) 원격 위치에 위치할 수 있다.
예를 들면, 사용자에 의한 데이타 입력 동안 또는 입력 후, 데이타 프로세싱 부분은 사용자 측 컴퓨팅 환경에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 사용자 측 컴퓨팅 환경은 플랫폼, 반송/진단 테스트, 또는 둘다를 나타내는 규정된 테스트 코드; 규정된 플래그를 이용한 데이타의 프로세싱, 및/또는 플래그 배치의 생성을 제공하도록 프로그래밍될 수 있고, 이때 하나 이상의 알고리즘의 후속 실행을 위해 테스트 코드 및 플래그 배치의 형태로 검토자의 컴퓨팅 환경에 대해 프로세싱된 또는 부분 프로세싱된 반응으로서 반응이 전송되어 결과를 제공하고/제공하거나 검토자의 컴퓨팅 환경에서 리포트를 생성한다.
본원에 기술된 알고리즘을 실행하기 위한 어플리케이션 프로그램은 임의의 적당한 아키텍쳐를 포함하는 기계에 업로드되고 이 기계에 의해 실행될 수 있다. 일반적으로, 이 기계는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입력/출력(I/O) 인터페이스(들)와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼을 수반한다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 시스템 및 마이크로인스트럭션 코드를 포함한다. 본원에 기술된 다양한 프로세스 및 기능은 운영 시스템을 통해 실행되는 마이크로인스트럭션 코드의 일부 또는 어플리케이션 프로그램의 일부 (또는 이의 조합)일 수 있다. 추가적으로, 각종 다른 주변 디바이스, 예컨대 추가 데이타 저장 디바이스 및 인쇄 디바이스가 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다.
컴퓨터 시스템으로서, 시스템은 일반적으로 프로세서 장치를 포함한다. 프로세서 장치는 테스트 데이타(예, NIR 스펙트럼), 및 공지된 데이타의 데이타베이스(예, 복수의 샘플로부터의 실험적으로 결정된 피크 정보)를 일반적으로 포함하는 정보를 수용하도록 작동한다. 수용된 이러한 정보는 데이타베이스에 적어도 임시적으로 저장되고, 데이타가 분석될 수 있다.
입력 및 출력 데이타의 일부 또는 전부는 또한 전자적으로 전송될 수 있고; 특정 출력 데이타(예, 리포트)는 전자적으로 또는 전화에 의해 (예컨대 팩스 백(fax back) 등과 같은 디바이스를 사용하여 팩시밀리에 의해) 전송될 수 있다. 예시적 출력 수용 디바이스는 화면 표시 요소, 프린터, 팩시밀리 디바이스 등을 포함할 수 있다. 전송 및/또는 화면 표시의 전자적 형태는 이메일, 대화형 텔레비전 등을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 입력 데이타의 전부 또는 일부 및/또는 출력 데이타의 전부 또는 일부(예, 피크 확인 및 정량)는 비밀 접속(confidential access)과 같은 접속을 위해 서버 상에서 유지된다. 이러한 결과는 원하는 경우 전문인에게 허가되거나 전송될 수 있다.
본원에 기술된 방법에서 사용하기 위한 시스템은 일반적으로 (예, 상기 방법이 단일 위치에서 전부 수행되는 경우) 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 또는 (예, 스펙트럼 데이타가 사용자에 의해 입력되어, 제1 및 제2 컴퓨터 프로세서가 네트워크에 의해, 예컨대 인트라넷 또는 인터넷을 통해 연결되었을 때, 원격 위치에서 분석(예, 피크의 확인 및 특성화)을 위한 제2 컴퓨터 프로세서로 전송하고자 하는 경우) 둘 이상의 네트워크화된 컴퓨터 프로세서를 포함한다. 시스템은 또한 입력을 위한 사용자 요소(들); 및 데이타 리뷰 및 리포트 생성을 위한 검토자 요소(들)를 포함할 수 있다. 추가의 시스템 요소는 서버 요소(들); 및 저장 데이타를 위한 데이타베이스(들)(예, 리포트 요소의 데이타베이스, 또는 사용자에 의한 데이타 입력 및 데이타 출력을 포함할 수 있는 관계 데이타베이스(RDB)에서와 같은 것)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로세서는 개인용 데스크탑 컴퓨터(예, IBM, Dell, Macintosh), 휴대용 컴퓨터, 메인프레임, 미니컴퓨터, 휴대용 전자 디바이스(예, 태블릿 또는 스마트폰) 또는 기타 컴퓨팅 디바이스에서 통상 발견되는 프로세서일 수 있다.
입력 요소는 어플리케이션을 구동하기 위해 완전 범위의 전력 및 특징부를 제공하는 완전한, 독립형 개인용 컴퓨터일 수 있다. 사용자 요소는 통상 임의의 바람직한 운영 시스템 하에서 작동하고 통신 요소(예, 모뎀 또는 네트워크에 연결되기 위한 기타 하드웨어), 하나 이상의 입력 디바이스(예, 키보드, 마우스, 키패드, 또는 정보 또는 명령을 전달하는 데 사용되는 기타 디바이스), 저장 요소(예, 하드 드라이브 또는 기타 컴퓨터-판독가능, 컴퓨터-입력가능 저장 매체), 및 화면 표시 요소(예, 모니터, 텔레비전, LCD, LED, 또는 사용자에게 정보를 전달하는 기타 화면 표시 디바이스)를 포함한다. 사용자는 입력 디바이스를 통해 컴퓨터 프로세서에 입력 명령을 입력한다. 일반적으로, 사용자 인터페이스는 웹 브라우저 어플리케이션으로 입력된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)이다.
서버 요소(들)은 개인용 컴퓨터, 미니컴퓨터, 또는 메인프레임, 또는 (예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 어플리케이션에서와 같은) 분산 다중 서버일 수 있고 데이타 관리, 클라이언트 간 정보 공유, 네트워크 관리 및 보안을 제공한다. 사용된 어플리케이션 및 임의의 데이타베이스는 동일하거나 상이한 서버 상에 있을 수 있다. 단일 기기, 예컨대 메인프레임, 기기 수집, 또는 기타 적당한 배열 상에서의 프로세싱을 포함한 사용자 및 서버(들)를 위한 기타 컴퓨팅 배치가 고려된다. 일반적으로, 사용자 및 서버 기기는 본 발명의 프로세싱을 달성하도록 함께 작동한다.
사용된 경우, 데이타베이스(들)는 통상 데이타베이스 서버 요소에 연결되고 데이타를 보유하는 임의의 디바이스일 수 있다. 예를 들면, 데이타베이스는 컴퓨터를 위한 임의의 자석 또는 광학 저장 디바이스(예, CDROM, 내부 하드 드라이브, 테이프 드라이브)일 수 있다. 데이타베이스는 (네트워크, 모뎀 등을 통해 접속되는) 서버 성분에 원격으로 위치하거나 또는 서버 성분에 근접하여 위치할 수 있다.
시스템 및 방법에 사용되는 경우, 데이타베이스는 데이터 항목 간 관계에 따라 조직화되고 접속되는 상관 데이타베이스일 수 있다. 상관 데이타베이스는 일반적으로 복수의 테이블(실재)을 포함한다. 테이블 열은 레코드(개별 항목에 관한 정보의 수집)를 나타내고 및 컬럼은 필드(특히 레코드의 특성)를 나타낸다. 이의 가장 단순한 개념에서, 상관 데이타베이스는 하나 이상의 공통 필드를 통해 서로에게 "관련"되는 데이타 입력의 수집이다.
컴퓨터 및 프린터에 장착되는 추가의 워크스테이션은, 데이타를 입력하고, 일부 구체예에서, 바람직한 경우 적절한 리포트를 생성하는 서비스 시점에 이용될 수 있다. 컴퓨터(들)는 바람직한 경우 데이타 입력, 전송, 분석, 리포트 수용 등의 개시를 용이하게 하기 위해 어플리케이션을 개시하는 단축키(예, 데스크탑 상)를 가질 수 있다.
실험
하기 실시예는 본 발명의 바람직한 특정 구체예 및 측면을 입증하고 추가로 설명하기 위해 제공되고 이의 범위를 제한하는 것으로 이해되서는 안된다.
실시예 1
시험관내 소화
포스페이트 및 당류 방출에 대한 돼지 시험관내 모델
문헌: [Boisen S., A multienzyme assay for pigs, Chapter 10, A Model for Feed Evaluation Based on Invitro Digestible Dry Matter and Protein, Invitro Digestion for Pig and Poultry, 1990, M.F. Fuller]
시약:
A. 0.2 M HCl
B. 4 M HCl
C. 2 M HCl
D. 0.6 M NaOH: 900 ml 탈이온수 중 24 g 수산화나트륨(Fisher S318)을 용해시킨 후 1 L의 최종 부피에 이르게 함.
E. Sigma의 펩신(P7012): -20℃에서 보관
F. Sigma의 판크레아틴(P3292): -20℃에서 보관
G. 15% 트리클로로아세트산(TCA): 100 ml 부피로 탈이온수에 의한 희석 15 g 트리클로로아세트산(Sigma T6399)
H. 0.1 M 아세테이트 버퍼, pH 6.0
a. 900 ml의 탈이온수 중 8.203 g의 나트륨 아세테이트(Fisher S210)를 용해
b. 1 M HCL에 의해 pH 6.0으로 조정하고 탈이온수로 1 L 부피에 이르게 함
I. 0.2 M 아세테이트 버퍼, pH 6.8
a. 900 ml의 탈이온수 중 16.406 g의 나트륨 아세테이트(Fisher S210)를 용해
b. pH 6.8로 조정하고 탈이온수로 1 L 부피에 이르게 함
J. 색상 시약(새롭게 함)
a. 3 부피의 1 M 황산
i. 메스 플라스크에서, 5.52 ml 농축된 (18.1 M) 황산(S6014)을 90 ml 탈이온수에 첨가한 후, 최종 부피 100 ml에 이르게 함
1. 60 mL의 탈이온수에 40 mL의 5 N 황산을 첨가
b. 1 부피의 2.5% (w/v) 암모늄 몰리브데이트
i. 80 ml 탈이온수 중 2.65 g의 암모늄 몰리브데이트 테트라히드레이트(Sigma A7302)를 용해시킨 후, 최종 부피 100 ml에 이르게 함
c. 1 부피의 10% (w/v) 아스코르브산
i. 80 ml 탈이온수에 10 g 아스코르브산(Fisher BP351)을 용해시킨 후, 최종 부피 100 ml에 이르게 함
K. DNS 용액: 6개월용 암색 병에 보관
a. 400 ml 중 10 g 딘트로살리실산(Sigma D0550)을 용해
b. 150 ml 탈이온수 중 16 g NaOH(Fisher S318)를 용해
c. NaOH 용액을 딘트로살리실산 용액에 서서히 교반하면서 첨가
d. 모든 고체가 용해될 때까지 50℃ 수조에 배치
e. 300 g 칼륨 나트륨 타르트레이트 테트라히드레이트(Sigma 217255)를 교반하면서 첨가
f. 탈이온수로 1 L 부피에 이르게 함
L. 덱스트로스 표준: 탈이온수로 1 g 덱스트로스(Fisher D16)를 희석하여 100 ml 부피를 만듬. 이로부터 스톡 용액은 하기의 덱스트로스 희석을 생성함:
Figure 112015098252208-pct00001
M. 9 mM 인산칼륨(KH2PO4) 용액 - 표준 곡선용
a. 800 ml 탈이온수로 1.22 g의 KH2P04(Fisher Sp361)를 용해시킨 후, 최종 부피 1 L에 이르게 함
N. 포스페이트 표준: 9 mM 포스페이트 스톡 용액에 의해 하기 포스페이트 희석을 만듬:
Figure 112015098252208-pct00002
절차
SSF 추출
1. 캡이 있는 125 mL 병에서 100 mL의 탈이온수에 1 g SSF-밀기울을 첨가
2. 1시간 동안 250에서 진탕
3. 희석
a. 1:500(1 mL SSF/4 mL 0.1 M 나트륨 아세테이트 버퍼) 이후 1:5000(1 mL 1:500 믹스/9 mL 버퍼)
단계 1 - 위장
1. 사료를 분쇄하고 분쇄된 사료를 1 x 1 mm 체에 통과시킴
2. 250 ml 플라스크에서 2 g 샘플을 첨가
a. 50분 SSF를 추출, 50 ml 0.1 M 나트륨 아세테이트 용액을 첨가하고 교반하면서 20 ml의 0.2 M HCl을 서서히 첨가
b. 사료 내 효소가 없는 경우, 1 ml 효소 + 49 ml 나트륨 아세테이트를 첨가
3. 4 M HCl(약 10 방울)에 의해 pH 3으로 조정한 후, 2 M HCl(약 10 방울)에 의해 pH 2로 조정
4. 2 ml 펩신 용액(10 mg 펩신/ml 탈이온수, 새롭게 함) 및 1.0 ml 클로람페니콜 용액(5 mg 클로람페니콜 (Sigma C0378)/1 ml 알콜, 새롭게 함)을 첨가
a. 예: 펩신 = 130 mg/13 mL의 탈이온수(6개의 플라스크 + 1 mL 추가)
b. 예: 클로람페니콜 = 32.5 mg/ 6.5 mL의 알콜(6개의 플라스크 + 0.5 mL 추가)
5. 플라스크를 덮고, 용액을 교반하고, 6시간 동안 39℃ 교반 수조(55 RPM)에 배치(플라스크가 부유하지 않도록 추 이용)
a. 잘 혼합되도록 매 시간 플라스크를 잘 교반함
단계 2 - 소장
1. 20 ml 0.2 M 나트륨 아세테이트 버퍼 및 10 mL 0.6 M NaOH를 첨가(교반하면서 서서히 첨가)
2. 0.6 M NaOH(20∼25 방울)에 의해 pH 6.8로 조정
3. 2 mL 판크레아틴 용액을 첨가(50 mg/ml 탈이온수 + 2 mL 추가; 교반 막대에 의해 비커에서 혼합, 새롭게 함)
4. 용액을 교반하고 18시간 동안 39℃ 교반(55 RPM)수조에 배치
5. 용액을 교반하고, 팔콘 원심분리 튜브에 붓고, 20분 동안 14000 g에서 원심분리
포스페이트 방출:
문헌: [Kim T.W., Lei X.G. (2005), An Improved Method for a Rapid Determination of Phytase in Animal Feed, J. Animal science, 83: 1062-1067]
1. 인큐베이션 후, 원심분리가 완료되기 직전에 1 ml의 15% TCA 스톱 용액을 1 ml 상청액에 피펫팅한 후(복제물 이용), 튜브를 볼텍싱함
2. 10분 동안 2,000x g에서 튜브를 원심분리함.
a. 이 시간 동안 색상 시약을 제조할 수 있음
3. 청정 테스트 튜브에서, 0.2 ml의 상청액과 1.8 ml의 나노퓨어 워터(18 ΜΩ·cm)를 혼합시킴. 또한, 0.2 ml의 각 포스페이트 표준을 1.8 ml의 나노퓨어 워터에 첨가하고 볼텍싱함. 상청액을 첨가하는 동안, 튜브에 첨가하기 전 각각의 하나의 샘플을 연소시킴.
4. 2.0 ml의 새로운 색상 시약을 모든 튜브에 첨가하고 잘 볼텍싱함.
5. 15분 동안 50℃의 수조에서 모든 샘플을 인큐베이션함.
6. 모든 샘플이 실온이 되도록 함. 실온 수조(20∼25℃)에 온도계를 배치.
7. 820 nm에서 흡광도를 판독.
a. 흡광도 평균을 표준과 비교하고 mg 포스페이트/kg 사료를 계산
b. 결과를 계산하였을 때 희석을 고려하여 기억할 것
환원당 방출:
문헌: [Miller (1959), Use of Dintrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar, Anal. Chem. 31, 426-428]
1. 필요한 경우, 1 ml 상청액을 탈이온수로 희석
2. 유리 테스트 튜브에 1 ml 물 중 1 ml의 희석된 상청액을 배치(복제물 이용)
3. 유리 테스트 튜브에서 1 ml의 각각의 덱스트로스 표준 용액을 1 ml 물에 피펫팅
4. 3 ml DNS 용액을 각각의 테스트 튜브에 첨가하고 바로 볼텍싱하고 5분 동안 비등 수조에 배치
5. 비등된 테스트 튜브를 약 2∼3분 동안 아이스 수조에 배치한 후 튜브가 실온에 도달하도록 함. 실온 수조(20∼25℃)에 온도계를 배치.
6. 540 nm에서 흡광도를 판독
a. 흡광도 평균을 표준과 비교하고 g 환원당/kg 사료를 계산
b. 결과를 계산하였을 때 희석을 고려하여 기억할 것
효소의 희석:
1. 희석 인자를 결정
2. 탈이온수 중 1 : 100(1 g/100 ml) 희석
3. 펩톤 병에서 60분 동안 혼합(RT, 250 RPM)
4. 15 ml 튜브에서 희석을 계속함
5. 단계 1.3 참조
시험관내 절차는 소화된 사료 및 첨가된 액체 성분으로 이루어진 최종 질량을 남긴다. 등급 P8 필터지 및 Buchner 깔때기를 이용하여 상기 혼합물을 여과하여 고체 성분을 얻었다. ICP 시스템을 이용하여 인 함량에 대해 액체 부분을 분석하고 고체 부분을 동결 건조하였다. 이러한 동결 건조된 덩어리는 최종 건조 물질 부분을 형성한다. 보정을 위해 NIR을 이용하여 건조 물질을 스캐닝하였다. 또한 질소 연소 분석기를 이용하여 단백질 함량에 대해 건조 물질 부분을 테스트하였다. 총 에너지에 대해 봄베 열량계 상에서 또다른 부분을 테스트하였다. 표 1에는 시험관내 소화가 된 사료에 대한 예시적 데이타세트 및 분석이 제시된다.
기준 데이타로서 나머지 분석적 도구로부터 얻은 NIR 및 데이타를 사용하여 모델을 생성하였다. NIR 스펙트럼은 물질의 구조 내에서 특정 결합과 관련된 피크로 이루어졌다(예, 단백질은 이의 자신의 피크를 가짐). 이러한 피크는, 이후 다중 스펙트럼 및 데이타 포인트가 얻어진 후 사료의 특정 성분(예, 효소)에 대해 예측 모델 모델을 생성하도록 획득된 기준 데이타에 다시 관련된다. 도 2에는 예시적 NIR 스펙트럼이 도시된다. 도 3에는 잔여 단백질 농도의 NIR 예측에 대한 정확도가 도시된다.
Figure 112015098252208-pct00003
상기 명세서에 언급된 모든 출판물 및 특허는 본원에 참고 인용된다. 본 발명의 기술된 조성물 및 방법의 각종 변형 및 변화는 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어나는 일 없이 당업자에게 명백하다. 본 발명이 바람직한 특정 구체예와 관련하여 기술되었지만, 청구된 본 발명은 그러한 특정한 구체예로 과도하게 제한되어서는 안된다는 것을 이해할 것이다. 실제로, 관련 분야의 당업자에게 확실한 본 발명을 수행하는 기술된 방식의 각종 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. a) 하나 이상의 소화 효소를 사용하여 시험관 내에서 동물 사료 샘플을 소화시켜 하나 이상의 잔여 성분을 포함하는 소화된 동물 사료를 생성하는 단계;
    b) NIR 분광기를 사용하여 소화된 동물 사료를 스캐닝하여 스펙트럼 데이타를 생성하는 단계;
    c) 스펙트럼 데이타와 컴퓨터 모델을 비교하여 소화된 동물 사료의 하나 이상의 잔여 성분의 예측 농도를 생성하는 단계; 및
    d) 첨가제를 포함하는 소화된 동물 사료의 샘플에서의 하나 이상의 잔여 성분의 예측 농도와, 첨가제를 포함하지 않는 소화된 동물 사료의 샘플에서의 하나 이상의 잔여 성분의 예측 농도를 비교함으로써 동물 사료의 소화율에 대한 첨가제의 효과를 결정하는 단계
    를 포함하는 동물 사료의 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스펙트럼 데이타는, 소화된 샘플로부터 스펙트럼 데이타를 수신하고 스펙트럼 데이타와 컴퓨터 모델을 비교하여 하나 이상의 잔여 성분의 예측 농도를 얻는 것을 포함하는 컴퓨터 실행 방법을 이용하여 비교하는 것인 방법.
  3. 삭제
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