KR102321162B1 - 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 산화아연 저감 사료용 보조제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황백 추출물을 포함하는 가축 사료용 보조제 조성물에 대한 것으로, 본 발명의 조성물을 가축에게 급여할 경우 장내세균 총 중 유익세균을 증가시키고 유해세균을 감소시킬 수 있으며, 나아가 본 발명의 조성물은 사료 내 산화아연의 사용 농도를 저감시키는 효과를 나타내므로 사람과 동물에 매우 유익한 친환경 사료로 사용될 수 있다.

Description

황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 산화아연 저감 사료용 보조제 조성물{A feed supplement composition for reducing zinc oxide of feed comprising Phellodendron Cortex extract as an effective ingredient}

본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 산화아연 저감 사료용 보조제 조성물에 관한 것이다.

돼지는 한국에서 가장 많이 소비되는 산업동물로서, 돼지에게 나타나는 질병은 축산 농가 및 국가경제의 손실을 유발할 수 있다. 돼지의 사육은 밀집 사육이라는 독특한 사육환경으로 쉽게 전염병이 발생할 수 있고 집단폐사로 인한 다량의 사체의 처리는 환경오염 문제를 일으킬 수 있다. 그래서 돼지 질병에 대한 관리는 매우 중요하게 다루어져 왔다. 돼지의 밀집사육에서 돼지 설사증은 가장 흔하게 나타나는 전염성 질병이다. 특히 면역력이 떨어져 있는 포유기와 이유기의 자돈은 세균성 설사증에 감염되기 쉽기 때문에 축산 농가는 자돈의 집단폐사를 막기 위해 항생제를 사용하고 있다. 그러나 치료를 위한 과다한 항생제 사용은 항생제 남용을 유발하여 항생제가 돼지의 체내에 잔류되고 결국 이것은 돼지에게 직간접적으로 항생제 내성을 일으키는 원인이 된다. 최근 산업동물의 체내 항생제 잔류로 인한 내성은 중요한 사회문제가 되고 있다. 유럽의 경우에도 축산농가에서 항생제를 과도하게 사용함으로서 항생제 내성균 출현이 증가하고 항생제가 잔류된 육류를 사람이 섭취하고 있다는 사실이 밝혀져 사료 내 항생제 사용도 금지하고 있다.

이러한 항생제 사용의 부작용은 항생제 대체 물질의 개발을 요구하게 되었는데 그 중 천연물질을 이용한 항생제 대체 물질 개발에 대한 연구가 다양하게 실시되고 있다.

이유 자돈에서 설사 방지를 위해 고농도로 사용하고 있는 산화아연(ZnO)은 분뇨로 배출되어 토양과 수질을 오염시킨다. 돼지 분뇨 내 산화아연의 과다 함유는 분뇨를 액비 및 퇴비로 이용하지 못하게 하는 원인이 된다. 최근 유럽에서는 산화아연의 사용을 100 ppm까지 줄이는 정책이 실행되었다. 이에 우리나라도 산화아연의 사용을 대폭 줄이는 정책을 시행하리라 생각된다.

황백은 운향과에 속하는 식물이며 berberine, palmatine, nexrutine, quercetin 등의 성분을 함유한다. 항균, 항궤양, 혈압강하, 항부정맥, 간 보호효과, 지방세포 저해 등에 효과가 있어서 동양의 전통의학에서는 뇌수막염, 세균성 이질, 폐렴, 결핵, 그리고 간경화의 치료에 사용되어 왔다.

[선행기술문헌]

[특허 문헌]

대한민국 특허공개번호 10-2018-0062848

[비특허문헌]

1. Lee HW, Lee P, Kwon HJ, Han KI, Han MD. 2013. Antimicrobial activity of extracts from some traditional oriental medicinal plants against dental caries bacteria. J Dent Hyg Sci, 45-52

2. Michael A.James, Huijing Fu, Yan Liu, Da-Ren Chen, Ming You. 2011. Dietary administration of berberine or Phellodendron amurense extract inhibits cell cycle progression and lung tumorigenesis. Molecular Carcinogenesis 5: 1-7

3. Ying Tsung-Ho, Yang Shun-Fa, Tsai Su-Ju. 2011. Fiestin induces apoptosis in human cervical cancer HeLa cells through ERK1/2-mediated activation of caspase-8-1 caspase-3-dependent pathway. Arch Toxicol 86: 263-273

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 산화아연 대체용 사료용 보조제 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 산화 아연 저감 사료용 보조제 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 황백 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서 상기 조성물은 자돈용 사료용 보조제인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또한 본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 설사 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 황백 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 조성물은 포유류의 설사 억제용인 것이 바람직하고, 바람직하게는 가축, 더욱 바람직하게는 돼지의 설사 억제용인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또 본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 클로스트리듐 속 균주 성장 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 황백 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또 본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 락토바실러스 속 균주 성장 촉진용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 황백 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또 본 발명은 황백 추출물을 유효성분으로 포함하는 살모넬라 또는 대장균 균주 성장 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 황백 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

이하 본 발명을 설명한다.

본 발명자들은 황백 추출물의 산화아연 대체 효과 및 장내 세균총 미치는 영향을 입증하고 추출을 위한 공정을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 1) 산화아연 농도를 저감시킨 이유자돈용 사료에 황백 추출물을 첨가하였을 때 산화아연 대체 효과를 얻었고 2) 이를 위해 황백에서 최대량의 추출물을 얻는 추출 공정을 확립하였으며 3) 황백 추출물의 산화아연 대체 효능은 장내 세균총의 변화를 유도하여 나타난다는 것을 연구한 것이다.

본 발명은 황백 추출물을 포함하며 대장내 세균총의 변화시키는 가축용 장내 미생물총 개선제를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가축은 소, 돼지, 가금류 등일 수 있으며, 예를 들어, 돼지, 구체적으로는 포유 자돈 또는 이유 자돈일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물에 의해 장내 세균총 중 클로스트리듐속 세균의 증식을 억제할 수 있고 락토바실러스 속 세균의 증식은 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 황백 추출물은 상기 조성물(1kg기준)의 종 충량 대비 0.1-25 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 가축의 설사(연변) 억제 효과를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 사료 내 산화아연의 농도를 저감시키는 효과를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 조성물은 조성물 총 중량 대비 0.1～25 중량%, 예를 들어, 제조하는 장내 미생물총 개선제1 kg 내에 본 황백 추출물의 함량이 10 g, 50 g 이 포함될 수 있다.

본 발명의 장내 미생물총 개선제 조성물은 장내세균총 중 유익세균을 증가시키고 유해세균을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, real time PCR의 결과를 통해 황백 추출물의 단기급여에서 장내세균총 중 유익세균인 (lactobacillus)속의 세균은 대조군 대비 증가하였으며, 황백 추출물의 장기급여에서 유해세균인 클로스트리움(clostridium)속의 세균은 감소하였다.

본 발명의 조성물을 가축, 예를 들어 포유 자돈 또는 이유 자돈에게 급여하여 장내세균총 중 유익세균을 증가시키고 유해세균을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 가축의 설사를 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.

본 발명에서, 상기 사료보충제는 바람직하기로 가축의 육성기 내지 비육기에 급여할 수 있다.

본 발명에서, 상기 사료 조성물은 상기 사료보충제 이외에, 가축의 유지와 성장을 위해 반드시 사료로부터 공급되어야 할 필수 영양소로서 에너지, 단백질, 지방, 광물질, 비타민 및 물을 포함할 수 있다.

에너지는 일반적으로 가축 사육용 사료 조성물에서 많은 요구량으로 인해 가장 비싼 영양소이며, 탄수화물과 지방 그리고 단백질(아미노산)의 3가지 공급원이 주로 에너지 공급원으로 사용된다. 동물에게 일반적으로 에너지 공급원의 관점으로 보면, 탄수화물이 가장 중요한 에너지 공급원이고, 다음으로 지방이 중요한 에너지 공급원으로 들 수 있다.

본 발명에서, 탄수화물 공급원으로는 옥수수, 밀, 귀리, 보리 등을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하기로는 옥수수를 사용할 수 있다.

본 발명에서, 옥수수는 증자한 것이나 증자하지 않은 것을 모두 사용할 수 있으며 파쇄하여 사료 조성물에 배합하는 것이 가축의 섭취를 용이하게 할 수 있다. 상기한 바와 같이, 옥수수는 본 발명의 육성돈 사료 조성물의 탄수화물 공급원으로서 사용된다. 이에 따라 옥수수는 적정량 이상의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 옥수수는 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 40 내지 70 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 단백질 공급원은 에너지와 아미노산의 공급을 위해 사용될 수 있으며, 대두박, 채종박, 보리겨,미강, 소맥피, 면실박, 참깻묵, 맥주박 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 대두박은 가축 사육용 사료 조성물의 단백질 공급원으로서 사용된다. 대두박은 대두에서 기름을 추출하고 난 부산물로서 조단백질 함량이 44~50% 정도로 높을 뿐만 아니라 아미노산이 균형되어 부족된 단백질과 아미노산 결합을 보충해 준다. 본 발명에서, 대두박은 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 지방 공급원으로는 우지, 옥수수 주정박, 초이스 화이트 그리스(choice white grease) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 우지는 가축 사육용 사료 조성물의 지방 공급원으로서 사용된다. 우지는 소, 양, 및 말 등의 허리와 신장 주변에 있는 굳은 지방을 의미하며, 이와 비슷한 특성이 있는 식물성 기름도 우지라고 일컫는다.

주요 성분은 올레산, 팔미트산, 스테아르산 등의 글리세릴 에스테르로 이루어져 있다. 본 발명에서, 우지는 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

광물질은 가축의 체내에서 골격을 형성하고 또 대사과정 중에서 중요한 영양소로서 이용될 수 있다. 광물질은 가축의 체내에 분포되어있는 정도에 따라 그 요구량이 달라질 수 있는데, 보통 Ca, P, Na, Cl, K, Mg의 요구량은 많으며, Fe, Zn, I, Se, Mn, Cu 등의 요구량은 미량으로 알려져 있는데 사료에 있어서 K, Mg, Mn, S 등은 사료속에 충분히 함유되어 부족 되지 않으나 그 외의 광물질은 사료에 첨가 급여하여 주어야 한다.

본 발명에서, 광물질 공급원으로는 미네랄 프리믹스, 탈불인광석, 탄산칼슘, 인산칼슘 및 석회석 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 미네랄 프리믹스는 돼지에게 필요한 미네랄을 사료의 배합 시 원료들과 혼합이 용이하게 미리 제조한 혼합물을 의미한다.

본 발명에서, 미네랄 프리믹스는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며 각 미네랄들의 적정 혼합 비율은 당업계에 알려져 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 미네랄 프리믹스는 전체 사료 1kg 당 Cu, 15 mg; Fe, 80 mg; Zn, 56mg; Mn, 73 mg; I, 0.3 mg; Co, 0.5 mg; 및 Se, 0.4 mg을 제공하는 양으로 구성된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 미네랄 프리믹스는 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

비타민은 돼지에 있어서 그 요구량이 극히 적지만 체내에서 각각 고유한 역할을 하는 유기물로서 모든 동물세포의 정상적인 대사작용에 필수적인 물질이다. 이러한 비타민은 지용성 비타민과 수용성 비타민으로 나누어진다. 지용성 비타민에는 비타민A, D, E, K가 있으며, 수용성 비타민에는 비타민 B군(티아민, 리보플라민, 나이아신, 판토테닉산, 비타민 B6, 콜린, 폴라신, 비타민 B12)과 비타민 C가 있다. 이들 비타민류는 사료의 가공이나 저장의 단계에서 광선, 온도, 효소, 산소 등의 작용에 의해서 분해되기 쉽고 그 역가가 저하되기 쉽기 때문에 사료의 배합 시 첨가해줄 필요가 있다.

본 발명에서, 비타민 프리믹스는 가축에게 필요한 비타민을 사료의 배합 시 원료들과 혼합이 용이하게 미리 제조한 혼합물을 의미한다.

본 발명에서, 비타민 프리믹스는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며 각 비타민들의 적정 혼합 비율은 당업계에 알려져 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 비타민 프리믹스는 전체 사료 1kg 당 비타민 A, 4000 IU; 비타민 D3, 880 IU; 비타민 E, 50 IU; 비타민 K, 4.2 mg; 비타민 B5, 24.6 mg; 비타민 B2, 8.6 mg; 및 비타민 B12, 44 ㎍을 제공하는 양으로 구성된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 비타민 프리믹스는 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 사료 조성물은 추가적으로 당밀, 소금, 아미노산, 염화콜린 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명에서, 당밀은 사탕수수나 사탕무를 설탕으로 가공할 때 부수적으로 나오는 시럽을 의미한다. 당밀에는 사탕수수 당밀, 사탕무우 당밀, 제당 당밀, 전분 당밀, 감귤 당밀, 헤미셀룰로즈 추출물(목재당밀) 및 수수 당밀이 포함된다. 당밀은 기호성이 월등하고 우수한 에너지원으로서 사용되는 가축 사료용 보조제이다.

당밀을 에너지원으로서 사용할 경우 사료 중에 15 중량% 이상 섞으면 사료적 가치가 떨어진다. 본 발명에서, 당밀은 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 소금은 사료 조성물의 나트륨(Na) 및 염소(Cl) 공급원으로서 사용된다. 나트륨과 염소는 각각 체내에서 세포외 주요 양이온과 음이온이다. 염소는 소화액의 주요 음이온이다. 소금은 옥수수 및 대두박 위주의 사료에서 가축의 나트륨 및 칼륨 요구량을 충족시킬 수 있다. 나트륨이나 염소가 결핍되면 가축의 성장이 둔화되고, 사료효율이 낮아질 수 있다.

본 발명에서, 소금은 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 0.05 내지 1 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 아미노산은 단백질 공급원을 통해 공급될 수도 있지만, 특히 필수적으로 필요한 필수 아미노산의 경우 별도로 첨가하여 가축의 흡수를 용이하게 할 수 있다. 본 발명에서, 별도로 첨가할 수 있는 아미노산의 종류로는 L-라이신, 메치오닌, L-트레오닌 등이다. 본 발명에서, 별도로 첨가되는 아미노산은 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 001 내지 1 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

본 발명에서, 염화콜린은 가축사료 첨가물질로 사용되고 있는 비타민 B의 일종으로 동물의 뇌와 담즙, 식물의 종자(쌀눈 등)에 많이 함유되어 있는 물질이다. 염화콜린은 세포막의 삼투압 조절, 간장에 지방축적을 방지하여 동물의 생리작용을 좋게 한다. 본 발명에서, 염화콜린은 바람직하기로 전체 사료 조성물 100 중량부에 대하여 0001 내지 03 중량부의 양으로 포함될 수 있다.

바람직하기로, 상기 사료 조성물은 옥수수 40 내지 70 중량부, 대두박 10 내지 40 중량부, 우지 1 내지 10 중량부, 미네랄 프리믹스 001 내지 05 중량부, 및 비타민 프리믹스 001 내지 05 중량부를 포함하는 것일 수 있다.

더욱 바람직하기로, 상기 사료 조성물은 옥수수 40 내지 70 중량부, 대두박 10 내지 40 중량부, 우지 1 내지 10중량부, 미네랄 프리믹스 001 내지 05 중량부, 비타민 프리믹스 001 내지 05 중량부, 당밀 1 내지 15 중량부, 소금 005 내지 1 중량부, 아미노산 001 내지 1 중량부, 및 염화콜린 0001 내지 03 중량부를 포함하는

것일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 사료용 보조제가 포함된 사료 조성물을 돼지에게 급여하는 단계를 포함하는 돼지의 사육 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 사육 방법으로 사육된 돼지에서 유래하는 돈육을 제공한다.

본 발명의 사료 조성물에 의해 산화아연 대체물질로서 효과가 있으며, 그 효과는 장내세균 중 유익세균인 젖산간균(lactobacillus)속 세균을 증가시키고, 유해세균인 클로스트리디움(clostridium)속 세균의 증식을 억제시키는 이유에 기인하는 것으로 본 발명의 사료 조성물은 친환경 사료로 사용될 수 있다. 또한 추출을 위한 가장 적절한 제조 공정을 확립하였기에 경제적으로도 유익한 발명이다.

도 1은 황백 추출물의 추출시간에 따른 수득율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 황백 추출물을 포함하는 장내 미생물총 개선제의 제조 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 사육 기간 별 이유자돈 대변 내 세균총의 변화를 나타낸 그래프이다. 흰색 바탕은 황백 추출물을 급여하지 않은 그룹이며 흑색 바탕은 황백 추출물을 급여한 그룹에서의 세균의 비율을 나타낸다.
도 4는 대장균(E. coli) 11234와 살모넬라 엔테리카(salmonella enteritidis)의 성장에 미치는 황백 추출물의 효과를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

< 제조예 > 황백 추출물의 제조

건조된 황백 껍질을 1 cm씩 절삭 후 flask에 넣고 95% ethanol 에 넣은 후 water bath에서 80 ℃에서 중탕 가열하여 추출하고 탈지면으로 여과하여 불순물을 제거하였다. 여과된 용액은 회전진공농축기(EYELA Rotary Evaporator N-N type; Tokyo Rikakikai, Japan)를 사용하여 40℃에서 농축하여 황백 추출물을 얻었다. 추출물은 실험을 위해서 멸균된 3차 증류수를 사용하여 용해하였다. 추출물은 사용 전에 충분히 섞어 균질화한 후 사용하였으며, 추출방법은 이전에 보고된 논문의 방법을 참고하여 다양한 실험을 통해 본 내용의 사료 조성물을 위한 추출물을 얻었다[Kuo PC, Chen GF, Yang ML, Lin YH, Peng CC. 2014. Chemical constituents from the fruits of Forsythia suspensa and their antimicrobial activity. Biomed Res Int. 1-7]. 실시한 다양한 실험 방법으로는,

1. 황백을 1 cm 절삭하여 600 g을 물의 량 총 6 L에 넣어 95 ℃에서 12시간 중탕가열 후 추출한 용액을 염증을 유발한 생쥐에 사용하여 항염증 실험을 실시하였으나 항염증 효과가 나타나지 않았다.

2. 1.의 용액을 회전진공농축기를 40℃에서 농축하고자 하였으나 용매가 물이어서 농축되는데 매우 많은 시간과 어려움이 있어 도중에 농축 시도를 중지하였다.

3. 황백 1 cm 절삭하여 2.4 kg을 에탄올 95% 20 L에 넣고 상온에서 7일간 보관 후 회전진공농축기를 40 ℃에서 농축하여 얻은 추출물을 염증을 유발한 생쥐에 사용하여 항염증 실험을 실시하여 항염증 효과를 얻었다.

4. 3.에서 얻은 추출물을 암세포에 사용하여 세포사에 효과적임을 확인하였다. 황백 추출물의 구성성분 중 하나인 berberin(sigma에서 구입)과 세포사에 관한 효과를 본 실험에서 추출한 물질과 비교 분석한 결과에서 비슷한 효과를 보였다. 본 1 ~ 4와 같은 실험 결과로 용매를 물로 하여 12시간 중탕 가열하여 얻은 황백 추출물은 본 실험에서는 효과가 없을 수 있음을 의미할 수 있다. 그러나 용매를 95% 에탄올로 한 추출법으로 얻은 황백 추출물은 일반적으로 효과가 있을 수 있음을 의미할 수 있다.

5. 3.의 상온 에탄올 추출법은 추출을 위한 시간이 매우 오래 걸린다. 또한 추출물의 수득율이 2.7%로 매우 낮아 본 발명자들은 황백을 절삭 후 에탄올에 넣고 가열하는 방법을 시도하였다. 가열한 시간대 별 수득율을 산출하여 가장 적절한 추출법을 고안하였다. 에탄올의 끓는 점을 이용하여 황백을 1 cm 절삭하여 80 ℃에서 4, 8, 12, 16시간을 중탕 가열하여 추출한 추출물의 수득율을 확인하였다. 중탕 가열 후 수득율은 4시간은 6 %, 8시간은 13 %, 12시간은 16.5% 그리고 16시간은 17. 5%인 것을 확인하였다(도 1).

6. 본 발명자들은 황백을 가루로 하여 추출할 경우 더욱 많은 추출물 수득율을 올릴 수 있다고 판단하고 황백을 분쇄 후 분말화 하여 12시간 80 ℃에서 중탕 가열하여 17.8%의 수득율을 얻었다. 그러나 이 결과는 결과 5.의 황백을 절삭한 수득율과 차이가 없었다.

7. 앞의 결과(5와 6)로 본 발명에서는 경제적이면서 효과적인 황백추출 방법으로써 건조 황백을 1 cm 두께로 절삭 후 에탄올 95% 용매 80 ℃에서 12시간 중탕가열 후 농축하는 방법을 제안한다.

8. 본 실험 결과로 공장에서 실제 같은 방법을 사용하여 황백으로부터 추출물을 얻고자 하였으나 대용량의 에탄올 95% 사용은 폭발의 위험성이 있고 순수 에탄올의 사용은 식용에 적합하지 않았다. 그래서 본 연구자들은 황백추출액을 포함하는 사료보충제를 대량생산하기 위해 다음의 방법을 고안하였다. 식용을 위해 주정에탄올 75%를 용매로 하여 80 ~ 90 ℃에서 10 ~ 12시간 추출을 위한 가열을 실시하였다. 이후 압력 750 mmhg와 온도 50 ~ 60 ℃에서 4 시간 농축 단계를 거쳐 15% 추출물 얻고 회수 및 가공 단계에서 추출물 DM 기준/ 부형재비를 기준으로하여 0.007 ~ 0.008 수득율을 얻었다. 이후 제품 생산을 kg 단위로 생산하는 황백 추출물 함유 사료보충제 생산 과정을 확립하였다(도 2).

이 황백 추출물을 포함하는 장내 미생물총 개선제를 생산하고 자돈에 급여 (급여 농도 10 ppm 단위)하여 실험을 실시하였다.

< 실험예 1> 황백 추출물의 포유자돈에 대한 설사 억제 효과

본 발명자들은 자돈의 설사증에 대한 황백 추출물의 효능을 알아보기 위해 임상적으로 설사 증세를 보이는 포유자돈에 황백 추출물을 경구 투여하였다. 황백 추출물과 염분(saline)을 1:1로 섞어 만든 약리적 농도의 황백 추출물을 E. coli에 의한 감염성 설사가 발생한 포유자돈에 매일 1회 각각 2 ml씩 3일간 경구 투여하였다. 이 실험은 경기도 내 A, B 양돈 농가와 양돈 전문 수의사의 도움을 받아 실시하였다. 실험군은 총 3그룹으로 하였다. 대조그룹은 추출물을 투여하지 않은 설사증을 보이는 20 마리의 자돈들로 하였다. 실험군은 2그룹으로 하였는데 한 그룹은 환삼덩굴추출물을 투여한 그룹, 나머지 한 그룹은 황백 추출물을 투여한 그룹으로 하였다. 대조군의 경우 3일간 설사가 멈추지 않았으나 황백 추출물을 투여한 군에서는 투여 2일째부터 개체 중 10 마리(50%)에서 설사가 멈추었으며 투여 3일째에는 개체 중 4마리를 제외하고 모두 설사가 멈추었다.

즉, 황백 추출물의 약리적 용량 투여 후 3일에 16 마리(80%)의 개체에서 설사가 멈추는 것을 확인하였다(표 1). 그러나 항균 효과가 있는 것으로 알려진 환삼덩굴추출물(Park B, et al. 2014. Antimicrobial effects of natural extracts on bacteria isolated from the uterus of Hanwoo (Korean native cattle). Korean J Vet Res. 54(3):159-164; 및 Oh Y, et al. 2017. Anti-inflammatory effects of the natural compounds [Cortex Phellodendri and Humulus japonicus] on pelvic inflammatory disease in mice. Int. J. Med. Sci. 14(8):729-734 참조)의 투여군에서는 설사 억제 효과가 나타나지 않았다.

설사개체 (60두)	설사 억제율 (%)
	1일차	2일차	3일차
미급여 (20두)	0/20 (0)	0/20 (0)	0/20 (0)
환삼덩굴추출물 (20두)	0/20 (0)	0/20 (0)	0/20 (0)
황백 추출물 (20두)	0/20 (0)	10/20 (50%)	16/20 (80%)

표 1은 E. coli에 의한 감염성 설사가 발생한 포유 자돈에서 황백 추출물의 설사 억제 효과를 나타낸 표

< 실험예 2> 황백 추출물의 자돈 사료 내 산화아연( ZnO ) 저감 효과

최근 양돈 사료에 첨가하는 구리와 아연의 허용량이 하향 조정됐다. 국립수의과학검역원은 최근 배합사료 제조용 동물용 의약품 등 사용기준 개정을 통해 양돈사료에 첨가하는 아연의 허용량을 기존보다 10~15 ppm 가량 낮췄다. 그 내용을 보면 아연의 경우 젖먹이(포유자돈) 및 젖땐(이유자돈) 새끼 돼지에서는 120 ppm이하(ZnO-산화아연의 경우 2천500 ppm 이하), 육성돈 100 ppm 이하(전기용), 75 ppm이하(후기용), 그리고 비육돈 및 종돈용 75 ppm 이하로 알려졌다. 이것은 사료내 첨가하는 중금속은 환경 오염물질이기에 분뇨 중 이들 물질의 함량을 낮춰 가축분뇨 퇴액비자원화에 의한 토양오염문제와 작물생육에 미치는 영향을 최소화하기 위한 환경오염 방지대책이라 할 수 있다. 자돈이 섭취하는 사료성분은 결국 분뇨로 배출되기 때문에 분뇨중의 중금속의 함유는 결국 환경오염물질 배출의 결과가 될 수밖에 없다. 이러한 이유로 최근에 다양한 사료보충제가 개발되고 있으나 중금속을 대체할 수 있는 친환경적인 물질은 전무할 뿐 아니라 개발되었다고 하더라도 그 효능적인 부분에 의문이 많다.

이에 본 발명자들은 사료 내 산화아연 농도를 낮추어 환경오염을 방지 할 수 있는 사료보충제로서 황백 추출물의 효과를 알아보고자 하였다. 그래서 본 실시예에서는 산화아연 농도 저감 사료를 급여한 자돈 그룹, 이 사료에 실험실에서 추출한 황백 추출물을 첨가하여 급여한 자돈 그룹, 그리고 본 발명자들이 개발한 황백 추출물 함유 사료용 보조제를 급여한 그룹으로 나누어 실험을 실시하였다. 이유자돈용 사료 내 산화아연 농도는 2500 ppm이다. 본 발명자들은 이유 자돈용 사료 내에서 산화아연 농도를 1000pm으로 낮춘 사료를 제작하여 실험에 이용하였다. 산화아연 농도 저감 사료를 12마리의 이유 자돈에 급여하고 배변 상태를 관찰하였다. 4일이 지나도 그 결과 총 개체 중 5마리에서 연변이 발생하였다. 그리고 다음날 5일째에도 이중 3마리가 여전히 연변을 보았다. 그러나 이 사료에 실험실에서 추출한 황백 추출물을 사료 내 농도 50 ppm으로 섞어 자돈에게 급여한 경우 총 12마리 개체 중 연변을 보는 자돈은 없었다. 또한 산화아연 농도 저감 사료에 본 발명자가 개발한 황백 추출물 함유 장내 미생물총 개선제를 섞어 농도로 급여한 자돈에서도 연변을 보는 개체는 없었다(표 2).

즉, 이 결과는 황백 추출물의 사료 내 첨가는 중금속인 산화아연의 농도를 저감 시킬 수 있는 대체 물질임을 나타낸다. 즉, 황백 추출물의 사료 내 첨가는 가축 분뇨 내의 중금속 함량을 저감할 수 있어 가축의 건강 뿐 아니라 축산으로 인한 환경오염도 방지할 수 있는 친환경 사료로써 사용 가능하다는 것을 의미한다. 본 실험은 양돈 전문수의사와 경기도내 양돈 농가의 도움을 받아 실시하였다.

표 2는 산화아연 농도 저감 사료와 황백 추출물 함유 사료 급여에서 연변을 보이는 자돈 개체의 비율

< 실험예 3> 황백 추출물을 함유하는 장내 미생물총 개선제 급여에 의한 이유자돈 장내 세균총의 변화

황백 추출물 10 g을 함유하는 장내 미생물총 개선제 1 kg을 개발하여 이유 자돈 사료 1톤에 섞어서 사료 1톤당 황백 추출물의 함량을 10 ppm 농도로 맞추었다(이외 사료보충제 주 성분은 함유물은 옥수수, 대두박, 소맥피이다). 급여 기간은 3주간, 7주간 실시하였다.

황백 추출물을 함유하는 장내 미생물총 개선제의 급여로 이유자돈 내 세균 총 변화를 규명하기 위하여 대조군과 실험군 분변에서 추출한 gDNA를 이용한 Real time PCR을 수행하여 두 종류의 세균, 젖산간균(lactobacillus)속 세균과 클로스트리듐(clostridium)속 세균의 양을 정량하여 비교분석하였다. 분석결과 일반 사료만을 급여한 대조군 3주차에서 클로스트리듐(clostridium) 속의 세균의 양은, 4.98 x 10⁹CFU/g, 황백 추출물을 사료첨가하여 급여한 실험군에서 클로스트리듐(clostridium) 속 세균의 경우 7.76 × 10¹⁰CFU/g 로 나타났다. 대조군에 비교하여 실험군에서 다소 증가한 듯 보이나 통계적 유의성은 없었다. 급여 7주차에서 대조군에서 클로스트리듐(clostridium) 속의 세균의 양은, 3.44 × 10¹¹CFU/g 황백 추출물을 사료첨가하여 급여한 실험군에서 클로스트리듐(clostridium) 속 세균의 경우 2.39 × 10⁹CFU/g 로 나타났다 (도 3).

클로스트리듐 속의 세균의 수가 7 주 동안 황백 추출물을 급여한 이유 돼지의 대변에서 유의미하게 감소하였다. 3 주 및 7 주의 대조군의 결과를 비교할 때 흥미로운 결과가 얻어졌다. 새끼 돼지가 자라면서 대장내에서 클로스트리듐 속의 세균의 수가 빠르게 증가한다는 것이다. 그러나 이러한 클로스트리듐 속의 세균수 증가는 황백 추출물의 급여에 의해 억제되었다.

황백 추출물을 3 주 동안 10 ppm으로 급여할 때, 락토바실러스 속의 세균수는, 실험군에서 1.54 x 10¹⁰ CFU /g이었다. 대조군에서는 2.79 x 10⁹ CFU / g로 나타났다.

락토바실러스 (Lactobacillus spp.)속은 대조군에 비교하여 실험군에서 통계적으로 유의성 있게 증가한 것으로 나타났다. 그러나, 7 주간의 급여실험 결과에서 락토바실러스 속의 세균수는 2.89 x 10⁹ CFU / g가 대조군에서 검출되었고, 3.34 x 10⁸ CFU / g가 실험군에서 검출되었다.

이 결과는 황백 추출물의 7 주간 급여가 락토바실러스 속 세균의 성장도 억제 할 수 있음을 나타낸다. 황백 추출물을 급여하지 않은 대조군만의 3주 및 7주 결과를 비교할 경우, 락토바실러스 속 세균수의 변화는 없었다.

그러나 황백 추출물의 3 주 공급은 일시적으로 락토바실러스 속 세균의 성장을 촉진시켰다. 이 시기는 이유가 끝난 자돈에서 설사가 가장 많이 나타나는 시점이다. 황백 추출물의 7주간의 지속적인 급여는 락토바실러스 속의 성장을 감소시켰다. 이 결과를 종합하면 황백 추출물의 단기급여는 락토바실러스 속 세균의 성장을 촉진할 수 있고, 장기간의 급여는 클로스트리듐 속의 세균의 성장을 억제하여 자돈의 성장에 매우 도움을 줄 수 있다고 판단된다.

< 실험예 4> In vitro 에서 장내 유익세균과 유해세균 성장에 대한 황백 추출물의 억제 효과 분석

상기 실시예들의 결과를 종합해 보면, 황백 추출물을 함유한 사료를 자돈에 급여할 경우 장내 유익세균이 증가하고 유해세균은 감소한다는 결과가 관찰되었다. 또한 약리적 농도로 포유자돈에 경구 투여할 경우 자돈의 설사가 치료되는 효과도 나타났다.

이에 본 발명자는 황백 추출물이 장내 세균 성장에 대해 직접적인 역할을 미치는지 관찰하고자 2가지의 유익세균과 2가지의 유해세균을 선별하여 그 세균들의 성장에 대한 감수성 테스트를 실시하였다. 먼저 유해세균인 대장균(E. coli) 11234와 살모넬라 엔테리카(salmonella enteritidis)의 배양 배지에 황백 추출물을 각각 1 mg, 2 mg, 4 mg, 그리고 8 mg/ml의 농도별로 첨가하여 이들 세균의 성장에 대한 억제 효과를 분석하였다.

그 결과, 황백 추출물의 첨가는 농도 의존적으로 대장균(E. coli) 11234와 살모넬라 엔테리카(salmonella enteritidis)과 같은 유해 세균의 성장을 억제하는 것으로 나타났다(도 4).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 황백을 주정에탄올 75%를 용매로 하여 80 ~ 90 ℃에서 10 ~ 12시간 추출을 위한 가열을 실시한 후 압력 750 mmhg와 온도 50 ~ 60 ℃에서 4 시간 농축 단계를 포함하여 제조된 황백 추출물 50ppm 및 산화아연 1,000ppm을 유효성분으로 포함하는 자돈용 사료용 보조제 조성물.
   
   
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