KR102235742B1 - 참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제 - Google Patents

참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제 Download PDF

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Abstract

본 발명의 참나무 목탄이 포함된 축산용 생균제는 열 안정성과 장기 보존성이 우수하므로 유용 미생물 고유의 활성과 생존율을 높게 유지할 수 있다.

Description

참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제{Livestock probiotics with increased thermal stability comprising oak charcoal}
본 발명은 참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제에 관한 것이다.
종래 축산 현장에서는 가축의 생산성 향상을 위해 항생 물질, 합성 항균제 등이 광범위하게 사용되어지고 있다. 그러나, 최근 항생제의 축산물 중 잔류 문제가 사회적 이슈로 거론되고, 병원균의 내성 획득에 따른 슈퍼박테리아의 출현이 동물용 항생제의 과다 사용에서 비롯된 것으로 볼 수 있다는 우려에 따라 미국, 유럽 등 선진국에서는 항생 물질에 대한 사용 규제 및 관리를 강화하고 있다. 이러한 추세에 따라 근래에는 병원성 미생물에 대해 경쟁적 배제 효과를 발현하고, 대사산물에 의한 억압 작용으로 가축의 항병성을 강화시켜주는 미생물제제인 생균제를 이용함으로써, 화학약품의 사용량을 최소화하고 가축의 성장능력을 극대화시키려는 시도가 실용화되고 있다.
생균제(probiotics)란 살아있는 유익 미생물을 함유한 제제로서 동물의 장내에 정착하여 다른 병원성 미생물과 경쟁적 배제를 통해 유해 미생물의 성장을 억제하고, 섭취한 사료의 소화 및 흡수를 도와줌으로써 동물의 성장을 촉진시키고 사료 효율을 개선시켜 주는 미생물제제를 말한다. 이러한 생균제에 이용되는 미생물 중 동물이나 사람에게 특이한 병원성을 주지 않는 안전한 균으로, 면역력 향상, 축사환경 개선, 가축 생산성 향상 등의 효과가 우수한 유산균이 가장 많이 사용되고 있다. 생균제의 사용은 최근 축산업 규모가 커짐에 따라 발생하는 사양관리의 집약화, 고단위 사료급여에 따른 소화기관의 스트레스 및 운동부족, 소독 등에 의한 유용 환경미생물의 감소와 가축의 생산성 등을 저하시킬 수 있는 요인을 극복하기 위한 효과적인 대안이 되고 있다.
한편, 한국등록특허 제1062555호에 유산균 배양액 및 구연산을 포함하는 '축산용 생균제 조성물 및 그 제조방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 대두박, 소맥피, 포도당 및 다공성 물질의 혼합물에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액을 접종하고 발효시킨 후 50℃의 높은 온도에서 열풍 건조시켜 참나무 목탄이 포함된 축산용 생균제를 제조하였다. 상기 다공성 물질이 포함된 생균제와 다공성 물질이 포함되지 않은 생균제(대조군) 내 유용 미생물의 균수를 측정한 결과, 대조군에 비해 다공성 물질이 포함된 생균제에서 균수가 열처리 후 건조 과정 동안에 낮은 수준으로 감소하는 것을 확인하여 다공성 물질 처리에 따라 생균제 내 유용 미생물의 열 안정성이 증가되는 것을 알 수 있었다. 또한, 상기 다공성 물질이 포함된 생균제와 다공성 물질이 포함되지 않은 생균제(대조군)를 25℃의 실온에서 3개월 동안 저장한 후 균수를 측정한 결과에서도 다공성 물질이 포함된 생균제에서 균수가 대조군에 비해 현저히 낮은 수준으로 감소하는 것을 통해 다공성 물질 처리에 따라 생균제의 장기 보존성이 증가되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다공성 물질을 유효성분으로 포함하는 축산용 생균제의 열 안정성 및 장기 보존성을 증가시키기 위한 축산용 생균제 첨가제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 대두박, 소맥피, 포도당 및 다공성 물질의 혼합물에 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액을 접종한 후 발효하여 제조된 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제를 제공한다.
또한, 본 발명은 (1) 대두박, 소맥피, 포도당, 다공성 물질 및 물을 혼합하고 88~92℃에서 1~3시간 동안 살균하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 살균된 혼합물을 냉각시킨 후 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액을 접종하는 단계; (3) 상기 (2) 단계의 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액이 접종된 혼합물을 33~37℃에서 24~48시간 동안 발효시키는 단계; (4) 상기 (3) 단계의 발효물을 48~52℃에서 48~72시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 및 (5) 상기 (4) 단계의 건조물을 분쇄하는 단계;를 포함하는, 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제를 제공한다.
본 발명의 다공성 물질이 포함된 축산용 생균제는 생균제 내 유용 미생물의 열 안정성과 장기 보존성이 우수하여, 유용 미생물 고유의 활성과 생존율을 높게 유지할 수 있으므로 가축의 사료 효율을 향상시키기 위한 생균제로 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다공성 물질을 유효성분으로 포함하는 축산용 생균제의 열 안정성 및 장기 보존성을 증가시키기 위한 축산용 생균제 첨가제 조성물을 제공한다.
다공성 물질이 포함된 축산용 생균제는 다공성 물질이 포함되지 않은 축산용 생균제에 비해 축산용 생균제의 열 안정성 및 장기 보존성을 증가시킬 수 있었다.
본 발명의 축산용 생균제 첨가제 조성물에 있어서, 상기 다공성 물질은 왕겨훈탄, 참나무 목탄, 제올라이트(zeolite) 및 버미큘라이트(vermiculite)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 대두박, 소맥피, 포도당 및 다공성 물질의 혼합물에 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액을 접종한 후 발효하여 제조된 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제를 제공한다.
본 발명의 축산용 생균제에 있어서, 상기 다공성 물질은 전술한 것과 같다.
본 발명의 축산용 생균제에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)이고, 바실러스속 균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 축산용 생균제에 있어서, 상기 대두박, 소맥피, 포도당 및 다공성 물질의 혼합물은 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양 배지로서, 상기 대두박과 소맥피는 동량으로 혼합될 수 있으나 이에 특별히 한정되지 않으며 사용 방법 및 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 축산용 생균제에 있어서, 상기 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액은 대두박과 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 1~3 중량%로 첨가할 수 있고, 상기 다공성 물질은 대두박과 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 8~12 중량%로 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 범위로 제조할 경우 축산용 생균제의 열 안정성 및 장기 보존성을 효과적으로 증가시켜 생균제 내 유용 미생물의 활성과 생존율을 높게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 생균제에 있어서, 상기 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액은 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 2 중량%로 첨가할 수 있고, 상기 다공성 물질은 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 10 중량%로 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 생균제에 있어서, 상기 다공성 물질은 바람직하게는 왕겨훈탄 분말 또는 참나무 목탄 분말일 수 있고, 보다 구체적으로는 수분 함량이 10% 이하이고, 입자 직경이 1.0 mm인 참나무 목탄 분말 또는 수분 함량이 10% 이하이고, 입자 직경이 7 mm 이하인 왕겨훈탄(왕겨 훈탄 자체를 사용)일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한,
(1) 대두박, 소맥피, 포도당, 다공성 물질 및 물을 혼합하고 88~92℃에서 1~3시간 동안 살균하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계의 살균된 혼합물을 냉각시킨 후 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액을 접종하는 단계;
(3) 상기 (2) 단계의 유산균 또는 바실러스속 균주의 배양액이 접종된 혼합물을 33~37℃에서 24~48시간 동안 발효시키는 단계;
(4) 상기 (3) 단계의 발효물을 48~52℃에서 48~72시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 및
(5) 상기 (4) 단계의 건조물을 분쇄하는 단계;를 포함하는, 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제의 제조방법을 제공한다.
구체적으로는,
(1) 대두박 90~110 kg, 소맥피 90~110 kg, 포도당 1~3kg 및 물 480~520 L를 혼합하고, 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 다공성 물질을 8~12 중량%로 첨가한 후 88~92℃에서 1~3시간 동안 살균하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계의 살균된 혼합물을 33~37℃에서 20~24시간 동안 냉각시킨 후, 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액을 1~3 중량%로 접종하는 단계;
(3) 상기 (2) 단계의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액이 접종된 혼합물을 33~37℃에서 24~48시간 동안 발효시키는 단계;
(4) 상기 (3) 단계의 발효물을 48~52℃에서 48~72시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 및
(5) 상기 (4) 단계의 건조물을 분쇄하는 단계;를 포함하여 제조된 것일 수 있으며,
더욱 구체적으로는,
(1) 대두박 100 kg, 소맥피 100 kg, 포도당 2kg, 다공성 물질 20 kg 및 물 500L를 혼합하고 90℃에서 3시간 동안 살균하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계의 살균된 혼합물을 35℃에서 20시간 동안 냉각시킨 후 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액 5 L를 접종하는 단계;
(3) 상기 (2) 단계의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액이 접종된 혼합물을 35℃에서 48시간 동안 발효시키는 단계;
(4) 상기 (3) 단계의 발효물을 50℃에서 72시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 및
(5) 상기 (4) 단계의 건조물을 분쇄하는 단계;를 포함하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 다공성 물질은 전술한 것과 같다.
본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 축산용 생균제의 제조
대두박 100 kg, 소맥피 100 kg, 포도당(대상주식회사) 2 kg 및 다공성 물질 20 kg 및 물 500 L를 혼합하고 90℃에서 3시간 동안 살균한 후 상기 살균된 혼합물을 35℃에서 20시간 동안 냉각시켰다. 상기 냉각된 혼합물에 락토바실러스 플란타룸 JDFM LP11(Lactobacillus plantarum KACC81076BP; 두지프로바이오틱스(주)) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis KCCM12632P; 두지프로바이오틱스(주)) 균주의 배양액 5 L를 접종하고 35℃에서 48시간 동안 발효시켰다. 상기 발효물을 50℃에서 72시간 동안 송풍기 및 교반기를 사용하여 열풍 건조시킨 후 지대에 포장하여 축산용 생균제를 제조하였다.
상기 다공성 물질로는 왕겨훈탄(수분 함량 10% 이하, 직경 7.0 mm 이하), 참나무 목탄 분말(수분 함량 10% 이하, 직경 1.0 mm 이하), 제올라이트(zeolite; 직경 5.0 mm 이하) 또는 버미큘라이트(vermiculite; 직경 5.0 mm 이하)가 사용되었다.
실험 대조군으로 다공성 물질이 포함되는 않은 생균제를 사용하였으며, 다공성 물질을 혼합하는 것을 제외하고 상기와 동일한 방법으로 제조하였다.
축산용 생균제의 제조 과정
공정 내용 소요시간
- 원료 혼합, 살균 스팀(90℃, 3시간) 및 냉각(35℃, 20시간)) 1일
배양 균주 배양액 접종, 발효(35℃, 45시간), 초기 수분량 약 40% 정도 2일
건조 열풍 건조(50℃, 72시간), 수분량 약 12% 이하 3일
포장 20 kg 지대 포장 -
실시예 1. 축산용 생균제의 열 안정성 확인
1-. 참나무 목탄이 포함된 생균제 내 유용 미생물 균수 측정
상기 표 1에 개시된 생균제의 제조 과정 중 배양 및 열풍 건조 단계에서, 참나무 목탄 분말이 포함된 생균제와 참나무 목탄 분말이 포함되지 않은 생균제(대조군) 내 유용 미생물의 균수를 측정하였다.
그 결과, 대조군(참나무 목탄 미포함) 및 참나무 목탄 생균제 모두 배양 시작일 보다 배양 2일째에 락토바실러스 플란타룸과 바실러스 서브틸리스의 균수가 증가하였다. 반면, 배양이 끝난 후 3일간 50℃의 높은 온도에서 열풍 건조시켰을 때 두 실험군 모두 균수가 감소하였지만, 참나무 목탄 생균제의 락토바실러스 플란타룸 균수는 대조군에 비해 약 12.5배 더 많았고, 참나무 목탄 처리군의 바실러스 서브틸리스 균수는 대조군에 비해 약 9배 더 많음을 확인하였다(표 2).
Figure 112020100591866-pat00001
1-2. 왕겨훈탄이 포함된 생균제 내 유용 미생물 균수 측정
상기 표 1에 개시된 생균제의 제조 과정 중 배양 및 열풍 건조 단계에서, 왕겨훈탄 분말이 포함된 생균제와 왕겨훈탄 분말이 포함되지 않은 생균제(대조군) 내 유용 미생물의 균수를 측정하였다.
그 결과, 대조군(왕겨훈탄 미포함) 및 왕겨훈탄 생균제 모두 배양 시작일 보다 배양 2일째에 락토바실러스 플란타룸과 바실러스 서브틸리스의 균수가 증가하였다. 반면, 배양이 끝난 후 3일간 50℃의 높은 온도에서 열풍 건조시켰을 때 두 실험군 모두 균수가 감소하였지만, 왕겨훈탄 생균제의 락토바실러스 플란타룸 균수는 대조군에 비해 약 6배 더 많았고, 왕겨훈탄 처리군의 바실러스 서브틸리스 균수는 대조군에 비해 약 5배 더 많음을 확인하였다(표 3).
Figure 112020100591866-pat00002
상기 결과를 통해 축산용 생균제의 제조 시, 다공성 물질인 참나무 목탄 또는 왕겨훈탄을 혼합할 경우 생균제 내의 유용 미생물의 열 안정성이 증가되어 유용 미생물의 생존율이 높게 유지될 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 2. 축산용 생균제의 장기 보존성 확인
2-1. 참나무 목탄이 포함된 생균제 내 유용 미생물 균수 측정
참나무 목탄이 포함된 축산용 생균제를 포장하고, 실온(25℃)에서 3달 동안 저장한 후 생균제 내 유용 미생물의 균수를 측정하였다.
그 결과, 락토바실러스 플란타룸의 균수는 대조군(참나무 목탄 미포함) 보다 참나무 목탄 생균제에서 약 283배 더 많았고, 바실러스 서브틸리스의 균수는 대조군 보다 참나무 목탄 처리군에서 약 10.4배 더 많음을 확인하였다(표 4).
Figure 112020100591866-pat00003
2-2. 왕겨훈탄이 포함된 생균제 내 유용 미생물 균수 측정
왕겨훈탄이 포함된 축산용 생균제를 포장하고, 실온(25℃)에서 3달 동안 저장한 후 생균제 내 유용 미생물의 균수를 측정하였다.
그 결과, 락토바실러스 플란타룸의 균수는 대조군(왕겨훈탄 미포함) 보다 왕겨훈탄 생균제에서 약 103배 더 많았고, 바실러스 서브틸리스의 균수는 대조군 보다 왕겨훈탄 처리군에서 약 5.8배 더 많음을 확인하였다(표 5).
Figure 112020100591866-pat00004
상기 결과를 종합하면, 본 발명의 참나무 목탄 또는 왕겨훈탄이 포함된 축산용 생균제는 열 안정성 및 장기 보존성이 우수하므로, 생균제를 제조 및 유통하여 가축에게 공급되는 기간 동안 유용 미생물 고유의 활성과 생존율을 높게 유지시켜줌으로써 생균제의 유통기한을 연장시켜 줄 수 있을 것으로 사료되었다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. (1) 대두박 90~110 kg, 소맥피 90~110 kg, 포도당 1~3kg 및 물 480~520 L를 혼합하고, 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 왕겨훈탄 또는 참나무 목탄을 8~12 중량%로 첨가한 후 88~92℃에서 1~3시간 동안 살균하는 단계;
    (2) 상기 (1) 단계의 살균된 혼합물을 냉각시킨 후, 대두박 및 소맥피의 혼합물 총 중량 기준으로 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액을 1~3 중량%로 접종하는 단계;
    (3) 상기 (2) 단계의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주의 배양액이 접종된 혼합물을 33~37℃에서 24~48시간 동안 발효시키는 단계;
    (4) 상기 (3) 단계의 발효물을 48~52℃에서 48~72시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 및
    (5) 상기 (4) 단계의 건조물을 분쇄하는 단계;를 포함하는, 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항의 방법에 의해 제조된 열 안정성 및 장기 보존성이 증가된 축산용 생균제.
KR1020200122155A 2020-09-22 2020-09-22 참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제 KR102235742B1 (ko)

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KR1020200122155A KR102235742B1 (ko) 2020-09-22 2020-09-22 참나무 목탄을 포함하는 열 안정성이 증가된 축산용 생균제

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