KR20000068745A

KR20000068745A - 만노스-함유 사료 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20000068745A
Application number: KR1019997003093A
Authority: KR
Inventors: 요시까와겐이찌; 모리모또아께미; 돔보무네히꼬
Original assignee: 다구찌 게이따; 유니티카 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-11-25
Also published as: KR100515184B1; EP0960568A1; DE69830302T2; AU743699B2; DE69830302D1; CA2268523C; AU8462998A; EP0960568B1; CA2268523A1; US6080442A; JP3292481B2; WO1999008544A1; EP0960568A4

Abstract

본 발명은 코프라 가루내 만난 전체 또는 일부를 만노스로 분해시킨 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루, 상기 코프라 가루의 제조방법, 및 상기 코프라 가루를 함유하는 만노스-함유 사료에 관한 것이다.

Description

만노스-함유 사료 및 그의 제조방법 {MANNOSE-CONTAINING FEED AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

산업폐기물 문제가 여러 해 동안 사회적인 문제가 되어 왔지만, 다방면에 걸친 집중적인 노력에도 불구하고 이러한 문제점을 해결을 위한 유망한 단서가 발견되지 않았다. 식품 가공공장에서 배출된 음식물 쓰레기는 원재료로부터 비소화성 및/또는 맛없는 부분을 제거하는 공정에서 생성된 잉여물로서, 특정 유용 성분은 재사용을 위해 회수된다. 상기 잉여물은 단백질, 탄수화물, 지방, 셀룰로스 등을 함유하고 있으므로, 맥주 찌꺼기, 콩비지, 겨, 및 분쇄 오렌지 지게미와 같은 많은 음식물 쓰레기가 현재 사료로 사용된다. 그러나, 상기 음식물 쓰레기 대부분은 수분 함량이 높기 때문에 유효기간이 짧다는 단점이 있다. 또한, 일본 엔화의 가치가 외국의 값싼 사료의 수입을 촉진하고 있으며, 일본내 낙농업자들은 취급이 용이한 상기 수입사료에 의존하는 경향이 있다.

코프라 가루, 야자유 추출물의 분쇄물 또한 일본내에서 대부분 소 및 돼지용 사료로 사용되고 있다. 그러나, 코프라 가루 자체는 상당히 많은 양의 섬유질을 함유하고 있으며 그의 아미노산 조성이 적합하지 않기 때문에 가금류용 사료로는 적합하지 않다는 단점이 있다 (참고문헌: "Shiryo-No-Kiso-Chishiki", Toyo Keizai Shinpo, p. 58 (1970)).

그런데, 만노스가 장관을 통한 유해 박테리아의 감염을 예방하는 효과를 갖고 있음이 밝혀졌고, 감염 예방 성분으로 만노스를 함유하는 사료가 제안되었다 (일본특허공고공보 H8(1996)-38064 A).

지금까지, 만노스는 예를 들어, 목재 또는 곤약(konjak)의 구근내에 포함되어 있는 글루코만난, 또는 예를 들어, 구어 고무내에 포함되어 있는 갈락토만난의 산성 또는 효소분해에 의해 제조되었다.

그러나, 천연재료로부터 각종 만난을 추출하는 방법은 복잡한 과정을 필요로 하며 비용이 많이 들기 때문에, 이렇게 제조된 만노스를 함유하는 사료는 비싸다는 단점이 있다. 추가로, 이렇게 제조된 만노스는 분말 또는 수용액 형태이기 때문에, 만노스를 사료와 균일하게 배합하기 곤란하다는 단점을 또한 갖고 있다. 또한, 만난 추출과정에서 다량의 잉여 폐기물이 발생한다. 이러한 잉여물은 아미노산이나 슈가와 같은 유용한 성분을 더 이상 함유하지 않기 때문에 사료용으로 적합하지 않으며, 또한 다른 산업폐기물 문제를 야기한다.

발명의 개요

본 발명은 취급성이 우수하고 취급성이 우수하고, 코프라 가루를 이용하여 염가로 제조될 수 있는 만노스-함유 사료를 제공하며, 또한 상기 사료의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 취급성이 우수하고 염가로 제조될 수 있는 만노스-함유 사료, 및 상기 사료의 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은

(a) 본 발명의 사료를 먹인 가금류와

(b) 어떠한 효소적 처리도 하지 않은 통상의 코프라 가루를 첨가한 배합 사료 또는 기초 배합 사료만을 먹인 가금류에

살모넬라를 강제로 경구투여한 후 여러 시간대에서 배설물중 살모넬라의 수를 측정한 측정 결과를 비교하여 나타낸다.

본 발명자들은 취급성이 우수하며 용이하게 염가로 제조될 수 있기 때문에 코프라 가루내의 만난 일부 이상을 만노스로 분해시켜 수득된 만노스-함유 코프라 가루가 만노스-함유 사료로서 매우 유용하다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 하여 완성되었다.

구체적으로, 본 발명의 첫 번째 요지는 코프라 가루내 만난의 전부 또는 일부가 만노스로 분해되어 있는 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루이다.

또한, 본 발명의 두 번째 요지는 코프라 가루를 헤미셀룰라제 용액으로 처리하여 만노스를 유리시키는 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루의 제조방법이다.

또한, 본 발명의 세 번째 요지는 만노스-함유 코프라 가루를 함유하는 배합사료이다.

본 발명은 하기에 상세히 기재되어진다.

본 발명의 만노스-함유 사료는 코프라 가루를 원재료로 사용하여 코프라 가루내 만난의 전부 또는 일부를 분해시켜 만노스를 유리시킴으로써 제조된다.

용어 "코프라 가루" 는 코코넛 펄프를 건조시켜 수득된 야자유 압착용 원료인 코프라로부터 야자유를 추출하는 공정에서 생성된 잔류물의 분쇄물로서, 코프라 가루는 대개 약 30 중량% 의 만난을 함유한다. 본 발명의 만노스-함유 사료용 원료로 사용될 수 있는 코프라 가루는 야자유 제조방법에서 제조되는 한 그의 기원이나 제조방법등에 대해 특별한 제한이 없다.

코프라 가루내 만난의 분해율은 특별히 제한되지 않는다 할지라도, 10 내지 100 중량%, 특히 30 내지 100% 의 만난이 분해되어 진다.

본 발명의 만노스-함유 코프라 가루내 수분 함량은 바람직하게는 5 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 13 중량% 이다. 20 중량% 이상의 수분을 함유하는 코프라 가루는 썩기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 만노스-함유 코프라 가루는 그 자체로 또는 기타 사료 성분과 배합하여 사료로 사용될 수 있다.

배합 사료내에 혼합되는 경우, 배합 사료내 만노스 함량이 0.001 내지 0.6 중량% 가 되는 양으로 만노스-함유 코프라 가루를 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, 만노스-함유 코프라 가루는 통상적으로 배합 사료의 0.01 내지 2 중량%, 바람직하게는 O.1 내지 1 중량% 의 양으로 첨가된다. 만노스-함유 코프라 가루의 첨가량은 대개 그의 효능 및 경제성의 견지에서 결정될 수 있다.

본 발명의 만노스-함유 코프라 가루의 제조방법을 하기에 기재한다.

본 발명에서 사용된 용어 "헤미셀룰라제" 는 식물세포벽에 셀룰로스와 결합한 형태로 존재하는 다당류인 헤미셀룰로스상에 작용하는 효소를 칭한다. 본 발명에서 사용되는 헤미셀룰라제는 코프라 가루상에 작용하여 만노스를 유리시키는 한 특별히 제한되지 않으며, 만난아제 (만나제) 또는 만노시다제와 같은 만난 분해효소를 포함한다. 상기 효소의 전형적인 기원으로는, 예를 들어, 그래스 바실러스 (Bacillus subtilis), 필라멘트형 곰팡이 (Aspergillus aculeatus, A. awamori, A. niger, A. usamii, Humicola insolens, Trichoderma harzianum, T. koningi, T. nongibrachiatum, T. viride), 및 담자균류 (Coriticium, Pycnoporus coccineus) 가 있으며, 아스퍼질러스 기원의 효소가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 아스퍼질러스 니제르 (Aspergillus niger) 에서 유래된 만난아제를 사용한다.

상기 헤미셀룰라제는 상기 기재된 균주의 배양상청액에서 또는 세포체(cell body)에서 수득되며, 상기 헤미셀룰라제를 함유하는 어떠한 분획도 본 발명에서 사용될 수 있다. 필요에 따라, 헤미셀룰라제를 함유하는 분획을 사용전에 정제하거나 또는 부분적으로 정제할 수 있다.

경우에 따라, 시판중인 효소, 예를 들어 셀룰로신 HC 100, 셀룰로신 HC, 셀룰로신 TP25, 셀룰로신 GM5 (이상 Hankyu Bio 사 제품), 수미자임 AC, 수미자임 ACH (이상 Shin Nihon 공업사 제품), 및 가마나제 (Novo Nordisk 사제) 또한 사용될 수 있다.

여기에서 사용되는 헤미셀룰라제 용액은 상기 기재된 헤미셀룰라제를 함유하는 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 상기 헤미셀룰라제를 물에 현탁시킨 용액일 수 있다.

코프라 가루에 처리하는 효소의 양은 코프라 가루 1 그램당 바람직하게는 1 내지 100 유니트, 보다 바람직하게는 10 내지 50 유니트이다. 바람직하게는, 효소의 농도는 필요한 효소용액량이 코프라 가루에 대해 3 중량배 이하, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3 중량배, 특히 1 내지 2 중량배일 수 있도록 조정된다. 3 중량배 이상량의 효소 용액이 사용되는 경우, 코프라 가루내 수분 함량이 너무 높아져서 각종 세균의 증식이 촉진되며, 따라서 상기 코프라 가루는 그 자체로 사료로 사용하기에 부적합하게 된다. 또한, 사료로 사용하기에 적당한 수치까지 수분 함량을 감소시키기 위하여 많은 노동력 및 비용이 요구되기 때문에 상기 량은 바람직하지 않다. 0.5 중량배 미만의 양은 심각한 문제를 야기하지 않는다 하더라도, 효소 용액이 코프라 가루와 균일하게 접촉될 수 없기 때문에 유리되어지는 만노스의 양이 그다지 증가되지 않으므로 상기 량은 바람직하지 않다.

바람직하게는, 예를 들어, 효소 용액을 코프라 가루에 첨가하고, 상기 혼합물을 즉시 교반시키는 방법, 또는 코프라 가루를 효소용액을 함유하는 용기내에 첨가하고 상기 혼합물을 즉시 교반시키는 방법, 또는 코프라 가루를 편평한 표면상이 흩어놓고, 다양한 분무기중 하나를 사용하여 그 위에 효소 용액을 균일하게 분사하는 방법을 사용하여, 코프라 가루를 효소 용액과 균일하게 접촉시킨다. 산업용으로는, 반죽기, 리본 혼합기, 및 나우타 혼합기 (Hosokawa Micron 또는 Dalton 사 제품)와 같은 배합기를 사용할 수 있다.

일반적으로 효소 반응용으로 사용되는 조건이 적합할 수 있다 하더라도, 사용되는 효소용의 최적 조건하에서 코프라 가루를 효소 용액으로 처리하는 것이 바람직하다. 상기 반응은 효소를 불활성화시키지 않고, 또한 반응용액의 부패를 방지하기 위하여 미생물의 증식을 억제하는 온도 조건하에서 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 반응온도는 20 내지 90℃, 바람직하게는 40 내지 80℃, 보다 바람직하게는 50 내지 75℃ 일 수 있다. 사용되는 효소의 양에 따라 반응시간이 달라진다 하더라도, 작업효율의 관점에서, 일반적으로 3 시간 내지 24 시간의 기간으로 맞추는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 수득된 만노스-함유 코프라 가루를 수분 함량이 5 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 13 중량% 가 되도록 건조시키는 것이 바람직하다.

상기 사료는 진공 건조기, 진공 진탕 건조기, 드럼형 건조기, 콘베이어 밴드 건조기, 플래쉬 건조기, 유동 베드 건조기 등을 이용하여 건조되어질 수 있다. 건조공정중의 온도는 각종 미생물의 증식을 억제하고 만노스가 분해되지 않도록 60 내지 140℃, 보다 바람직하게는 80 내지 120℃ 로 적절하게 유지된다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 보다 예시화된다.

실시예 1

100 g 의 코프라 가루 (만난 함량 30%, 지방 함량 10%, 수분 함량 7.2%) 에, 100 ml 의 물 (코프라 가루와 동일한 중량) 에 현탁한 0.3 g 의 셀룰로신 GM5 (만난아제, Hankyu Bio Industry 제조; 역가, 1O,000 유니트/g) 을 균일하게 분무한 후, 60℃ 에서 12 시간동안 항온배양하였다. 반응완료후, 생성물을 진공건조기(진공건조오븐 DP32, Yamato 사 제조)에서 80℃, 5 시간동안 진공건조시켜 만노스-함유 사료를 수득하였다.

이후, 상기 사료를 물에 현탁시켜 사료내 슈가 성분을 물에 녹여내고, 고성능 액체 크로마토그라피를 사용하여 수득된 용액중의 슈가 성분을 정량하였다. 분석을 위하여, BioRad Aminex BPX-87P 칼럼을 칼럼온도 85℃ 및 유속 0.6 ml/분에서 사용하였다. 위상차 굴절계를 사용하여 슈가를 탐지하였으며, 실제 시료로부터 수득된 수치를 기준으로 만노스 함량을 측정하였다. 그 결과, lOOg 의 사료중에 13 g 의 만노스가 축적되어 있음을 확인하였다. 추가로, 정상압에서 열건조에 의해 측정된 사료내 수분 함량이 7.0% 임을 또한 확인하였다.

실시예 2

100 g 의 코프라 가루 (만난 함량 30%, 지방 함량 10%, 수분 함량 7.2%) 에, 130 ml 의 물 (코프라 가루 중량의 1.3 배량) 에 현탁한 0.1 g 의 수미자임 ACH (헤미셀룰라제, Shin Nihon Kagaku Kogyo 사 제조; 역가, 50,000 유니트/g) 를 균일하게 분무한 후, 50℃ 에서 15 시간동안 항온배양하였다. 반응완료후, 생성물을 진공건조기(진공건조오븐 DP32, Yamato 사 제조)에서 90℃, 10 시간동안 진공건조시켜 만노스-함유 사료를 수득하였다. 상기 사료내 슈가를 실시예 1 에 기재된 것과 동일한 방법으로 정량하여, lOOg 의 사료중에 15 g 의 만노스가 축적되어 있음을 확인하였다. 또한, 수분 함량이 6.5% 임을 확인하였다.

실시예 3

1 kg 의 코프라 가루 (만난 함량 30%, 지방 함량 1O%, 수분 함량 7.2%) 에, 0.5 L 의 1.8N HCl 을 첨가하고, 유니버설 믹서 (Sanei Seisakusho 사 제조) 를 사용하여 상기 혼합물을 5 분동안 교반시켰다. 혼합물의 pH 는 3.0 이었다. 상기 혼합물에, 1 L 의 물 (코프라 가루와 동일한 중량) 에 현탁시킨 0.5 g 의 셀룰로신 GM5 (만난아제, Hankyu Bio Industry 제조; 역가, 10,000 유니트/g) 및 0.5 g 의 수미자임 ACH (헤미셀룰라제, Shin Nihon Kagaku Kogyo 사 제조; 역가, 50,000 유니트/g) 를 첨가하고, 5 분동안 혼합하였다. 혼합후, 상기 혼합물을 60℃ 에서 24 시간동안 항온배양하였다. 반응완료후, 생성물을 진공건조기(진공건조오븐 DP32, Yamato 사 제조)에서 100℃, 10 시간동안 진공건조시켜 만노스-함유 사료를 수득하였다. 상기 사료내 슈가를 실시예 1 에 기재된 것과 동일한 방법으로 정량하여, lOOg 의 사료중에 11 g 의 만노스가 축적되어 있음을 확인하였다. 또한, 수분 함량이 10.0% 임을 확인하였다.

사료의 효능평가

실시예 3 에서 제조된 만노스-함유 코프라 가루를 포함하는 만노스-함유 사료를 사용하여, 닭에서의 살모넬라 배설 시험을 수행하였다.

6 마리의 71 주령 백색 레그혼 동일배 닭 (Julia) 을 하기 표 1 에 나타낸 조성을 갖고, 상기 기재된 1 중량% 만노스-함유 코프라 가루로 보강한 배합 사료 0.1 kg/닭/일 (또는 먹인 총량 2.5 kg) 를 먹이면서 25 일동안 자유롭게 사육하였다. 사료를 먹이기 시작한 지 18 일째에, 8.0 X 10⁵세포/ml 의 살모넬라 (살모넬라 엔테리티디스 야생균주, 공급처: National Institute of Animal Health (Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries)) 를 함유하는 1 ml 의 박테리아 현탁액을 카테테르를 이용하여 강제로 경구투여하였다.

기초 사료의 조성

재료	혼합율 (중량%)
옥수수	69.4
콩 케이크	16.0
CP 65% 어분	3.0
알팔파 가루	2.0
DL-메티오닌	0.1
L-리신 염화수소⁴⁾	0.1
탄산칼슘	6.5
인산수소칼슘	2.0
염화나트륨	0.3
미량 프리믹스¹⁾	0.2
비타민 A, D, E 프리믹스²⁾	0.2
비타민 B 프리믹스³⁾	0.2
계	100

1) 1 kg 당 Mn 80 g, Zn 50 g, Fe 6 g, Cu 0.6 g, 및 I 1 g

2) 1 g 당 비타민 A 10,000 IU, 비타민 D 32,000 IU, 및 비타민 E 20 mg

3) 1 kg 당 티아민 모노니트레이트 2.0 g, 리보플라빈 10.0 g, 피리독신 염화수소 2. 0 g, 니코틴아미드 2.0 g, 칼슘 D-판토테네이트 4.35 g, 콜린 클로라이드 138.0 g, 및 폴산 1.0 g

4) 98.5% 제조물

사료를 먹인지 14 일째 (대조군) 및 살모넬라 투여 1 일째, 3 일째, 및 7 일째 아침에 배설된 배설물을 각 개체별로 샘플링하고, 하기 기재된 바에 따라 살모넬라의 수를 측정하였다.

비교를 위하여, 상기 만노스-함유 사료 대신에 어떠한 효소 처리도 하지 않은 1% 의 코프라 가루를 보강한 배합 사료 (참조예 1) 또는 기초 배합 사료 (참조예 2) 만을 사용하는 것을 제외하고는 상기 기재된 바와 동일한 방법으로 추가적인 살모넬라 배설 시험을 수행하였다.

결과를 도 1 에 나타낸다. 상기 도면에서, "a" 는 본 발명의 사료를 먹인 닭 배설물내 살모넬라의 수를 나타내고, "b" 는 어떠한 효소 처리도 하지 않은 코프라 가루로 보강한 배합 사료를 먹인 닭의 해당 수치를 나타내고, "c" 는 기초 배합 사료만을 먹인 닭의 해당 수치를 나타낸다.

도 1 은 닭에서의 살모넬라 배설 시험 결과로서, 세로축은 배설된 살모넬라의 수를 로그값으로 나타내고, 가로축은 살모넬라 투여후의 시간을 일자 단위로 나타낸다.

상기 결과는 본 벌명의 만노스-함유 사료가 살모넬라-배설 효과를 갖고 있음을 보여준다.

〈살모넬라의 수를 측정하는 방법〉

1 그람의 배설물을 인산염으로 완충화시킨 멸균 생리식염수로 10 배 희석하고, 충분히 혼합하여 스톡용액을 만든다. 이후, 멸균 생리식염수를 사용하여 상기 스톡용액을 10 배씩 차례로 희석시켜 100 배 및 1000 배 희석액을 제조한다.

스톡용액, 100 배 및 1000 배 희석액 0.1 ml 씩을 SS 아가 플레이트 및 브릴리언트 그린 아가 플레이트상에 따로 분주하고, 37℃ 에서 24 시간동안 항온배양시킨 후, 각 플레이트상에 자라난 콜로니를 측정하였다. 또한, 콜로니로부터 찍어낸 박테리아를 리신 탈카르복실화 시험용 SIM 아가 및 TSI 아가 (엔테로박테리아 확인용 수정 크리글러 배지) 상에 분주하고, 37℃ 에서 24 시간동안 항온배양하여 그들의 특성을 체크하였다. 이후, 살모넬라로 확인된 콜로니를 살모넬라 항혈청을 사용하여 그의 혈청형을 체크하였다. 이후, 스톡용액 또는 희석액의 희석비와 살모넬라 O9 군으로 확인된 콜로니의 수를 곱하여 시료 1 그람당 살모넬라의 수를 계산하였다.

본 벌명의 만노스-함유 사료는 살모넬라 감염 예방용 성분으로 주목받고 있는 만노스를 함유하고 있기 때문에 유용한 사료물질이다.

추가로, 본 발명의 사료는 원료물질로서 코프라 가루를 사용하여 제조되기 때문에, 본 발명은 산업폐기물 문제의 해결책으로도 유용하다.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 상기 만노스-함유 사료를 용이하게 염가로 제조할 수 있다.

Claims

코프라 가루내 만난의 일부 이상을 만노스로 분해시킨 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루.
제 1 항에 있어서, 3-30 중량% 의 만노스를 함유하는 만노스-함유 코프라 가루.
코프라 가루를 헤미셀룰라제 용액으로 처리하여 만노스를 유리시키는 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 코프라 가루 1 g 당 코프라 가루 중량에 대해 3 배량 이하의 헤미셀룰라제 용액 1-100 유니트를 처리하는 것을 특징으로 하는 만노스-함유 코프라 가루의 제조방법.
제 1 항의 만노스-함유 코프라 가루를 함유하는 만노스-함유 사료.
제 2 항의 만노스-함유 코프라 가루가 전체 사료의 0.01-2 중량% 를 차지하는 만노스-함유 사료.
제 3 항의 방법으로 제조된 만노스-함유 코프라 가루를 함유하는 만노스-함유 사료.
코프라 가루를 코프라 가루 중량에 대해 3 배량 이하의 헤미셀룰라제 용액으로 처리하여 만노스를 유리시키는 것을 특징으로 하는 만노스-함유 사료의 제조방법.