KR20000073915A - 가축용 복합 미생물 제제 - Google Patents

가축용 복합 미생물 제제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내생포자의 수율이 탁월한 신규의 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0607 BP) 혼합 균주 및 이들을 포함하는 가축용 복합 미생물 제제에 관한 것으로, 본 발명의 복합 미생물 제제는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0606 BP), 락토바실러스 속(lacctobacillus sp.) 미생물(KCTC-0608 BP), 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.)미생물(KCTC-0609 BP), 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccaromyces cerevisiae)(KCTC-0610 BP)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가축용 복합 미생물 제제{Probiotics For Feed Additives}
본 발명은 복합 미생물 제제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숙주 동물의 장내 미생물 및 효소의 균형을 개선시키고 면역체계를 자극시키는 여러가지 유익한 생균 및 발효대사물질을 포함한 사균을 함유하는 복합 미생물 제제에 관한 것이다.
생균제(probiotics)는 가축의 생산성 향상을 목적으로 하는 유익한 미생물을 제제화한 사료첨가제 또는 동물약품으로서, 장내 세균의 이상 발효에 의해 야기되는 제반증상을 치료 내지는 개선한다. 생균제는 항생제와는 반대로 미생물을 활성화시키는 작용이 있다.
생균제에 사용되는 미생물은 호기성간균, 통성혐기성구균, 유산균, 효모 등으로서, 일반적으로 살아있는 상태로 투여된다. 생균제는 일반적으로 인체용과 가축용으로 나누어진다.
날씨가 불순하거나 사료가 바뀌는 경우 또는 가축이 이동하는 경우, 대장균, 살모넬라균, 포도상 구균 등의 유해 미생물이 비정상적으로 증식하여 장내 미생물의 균형이 깨어지게 되며, 이 때 발생되는 설사는 경우에 따라 가축에 치명적일 수 도 있다. 이러한 장내 미생물의 균형을 개선시키기 위한 신규의 단일 미생물 및 그 미생물을 포함하는 생균제가 한국 공개특허공보 제 1998-78353 호(락토바실러스 (KCTC 315BP) 및 1998-25282 호(바실러스 서브틸리스 SY8-24(KFCC-11027)에 게재되어 있다.
그러나, 한국 공개특허공보 제 1998-25282 호(바실러스 서브틸리스 SY8-24(KFCC-11027)의 경우 내생포자의 수율이 나타나 있지 않고 단지 둘시톨 이용능만을 특징으로 하고 있어 내열성이 요구되는 사료 첨가제로 이용하기에 부적합하였다.
또, 한국 공개특허공보 제 1998-78353 호에 기재된 락토바실러스만으로는 충분한 장내 미생물 및 효소의 균형을 개선시키는 효과를 얻을 수가 없을 뿐만 아니라 펠렛화 과정을 거치면 대부분(90%) 이상 사멸하여 기대하는 효과를 얻을수가 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 사료 가공시의 열처리에 견딜 수 있는 충분한 내열성을 갖는 포자 형성균을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 장내 미생물 및 효소의 균형을 개선시키고 면역체계를 자극시키는 생균 및 발효대사물질을 포함한 사균등을 함유한 복합 미생물 제제를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적은 신규의 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0607 BP) 혼합 균주에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1
(KCTC- 0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0607 BP), 락토바실러스 속 (lacctobacillus sp.) 미생물(KCTC-0608 BP), 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.)미생물(KCTC-0609 BP), 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccaromyces cerevisiae) (KCTC-0610 BP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 미생물 제제에 의해 달성된다.
본 발명은 대사능력이 뛰어나 복합균주를 사용하여 미생물 제제를 만들어 기존의 생균제와 효모 배양물의 장점을 겸비한 복합미생물제제를 제공하는 것이다.
본 발명에서는 발효능력이 뛰어나고 다량의 효소(아밀라제, 프로테아제)를 생산하는 선별된 바실러스 속 균주 중 대두박에 잘 적응하고 발효시 포자능력이 뛰어난 균주를 선택하였으며(바실러스 서비틸리스 DH-1), 이 균의 성방과 포자 형성에 좋은 영향을 주는 바실러스 서비틸리스 DH-2를 함게 발효에 사용하면 발효에 상승효과를 가져오므로 두균주를 동시에 사용하였다. 또, 두 종의 유산균 균주는 대두박에서 성장이 뛰어나며 대두박을 발효시켜 유산발효의 특이취인 아세트알데히드를 생성하여 기호성을 향상시킨다. 또한, 효모 배양물은 효모의 대사산물이 포함된 효모세포로 기호성 및 영양가 향상에 기여한다.
본 발명의 복합 미생물 제제는 생산성 향상 및 축사의 환경 개선에 기여한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 조성물에 사용되는 신규의 바실러스 서브틸리스 DH-1(KCTC- 0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0606 BP) 혼합균주는 호기성 아포세균으로 동물 소하관 상부에서 포자가 발아 분열하고 이 균이 생산하는 상당량의 전분 분해효소(Amylase: 아밀라제)로 전분을 분해하여 유산균이 증식하는데 필요한 당류를 제공하며 장내 유산균의 증식을 촉진시킨다. 또한, 자체 영양가가 높을 뿐만 아니라, 섬유소 분해 효소(Cellulase), 펙틴 분해 효소(Pectinase), 단백질 분해 효소(Protease) 효소를 생산하여 영양분의 소화흡수를 돕는다. 본 발명의 바실러스 서비틸리스 혼합균주의 가장 큰 특징은 기질인 대두박에서 발효시 아포형성 능력이 뛰어나며, 포자의 내열성이 강해 펠렛팅(Pellecting) 과정을 거친 후 내생포자의 수율이 높다는 것이다. 이러한 특징은 이 두 균주를 각각 단독으로 발효시키는 경우에는 얻어지지 않으며 혼합균주로 발효시키는 경우에 얻어지는 결과이다. 즉, 바실러스 서브틸리스 DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0606 BP)를 각각 단독으로 발효시키는 경우에는 모두 아포형성 능력이 떨어지나 서브틸리스 DH-2(KCTC-0607 BP)가 혼합되는 경우 바실러스 서브틸리스 DH-1(KCTC-0606 BP)의 아포형성 능력은 탁월하게 향상되고 내생포자의 수율 또한 높아지게 된다. 또, 발효 시 아포형성 과정에서 새로운 효소 및 대사 산물이 산출되며 분화과정에서 내생 아포의 원형에 포함된 다량의 디피콜린산 칼슘(Calcium dipicolinate)이 해리될 때 생성되는 디피콜린산에 의한 병원균 증식 억제 또는 살멸 작용이 있고 분변의 암모니아 발생량을 감소시킨다. 본 발명의 복합 미생물 제제에서, 이 바실러스 서브틸리스DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2 (KCTC-0606 BP) 혼합균주는 1.1×107∼1.1×109cfu/g으로 포함될 수 있다.
본 발명의 락토바실러스 속 미생물(KCTC-0608 BP)는 유산간균으로 기질인 대두박을 유산 발효시켜 젖산, 초산 등의 유기산을 생성하며 내담즙성 및 내산성을 갖고 있는 유용균이다. 소화효소를 생성하여 사료의 소화흡수를 도와주고 대사생성물과 세포벽 성분에 흡수되어 가축의 고유 면역기전을 자극한다. 본 발명의 복합 미생물 제제에서, 락토바실러스 속 미생물(KCTC-0608 BP)은 1.8×106∼1.8.0×108cfu/g으로 포함될 수 있다.
엔테로코커스 속 미생물(KCTC-0609 BP)은 돼지의 소장에서 분리된 장구균이다. 본 발명의 엔테로코커스 속 미생물(KCTC-0609 BP)은 대사 산물인 젖산, 초산 등의 유기산에 의해 소화관내 pH를 저하시켜 병원성 대장균, 살모넬라균과 같은 병원성 세균과 장내 유해균의 증식억제 및 독소생성을 억제하는 작용이 있다. 특히, 위막성 대장염에 관하여는 독소를 생성하는 클로스트리디움 디피슬(Clostridium difficile)의 증식을 억제한다. 본 발명의 복합 미생물 제제에서, 이 엔테로코커스 속 미생물(KCTC-0609 BP)은 6.0×106∼6.0×108cfu/g으로 포함될 수 있다.
본 발명의 사카로마이세스 세레비지에는(KCTC-0610 BP)는 유산균의 생장을 돕기 위해 부가된다. 또한, 사카로마이세스 세레비지에는, 세포벽이 분해되면 용해성 다당류의 상태로 효모세포에 있던 만난 올리고당(Mannan Oligosaccaride)이 나오는데 이 당이 유해균을 응집하여 동물의 장 밖으로 배설시키는 작용을 하게된다. 또한, 풍부한 아미노산과 각종 비타민, 미네랄 및 미지성장인자(UGF)를 함유하며, 여러가지 소화효소를 생성하여 사료 영양분의 소화흡수를 활발하게 하여 동물의 정상성장과 생산성에 기여한다. 또, 단백질 이용율을 높여 분변 내 질소 함량을 낮추고 암모니아 발생량을 감소시킨다. 본 발명의 복합 미생물 제제에서, 이 사카로마이세스 세레비지에는(KCTC-0610 BP)는 1.0×105∼1.0×106cfu/g으로 포함될 수 있다.
본 발명의 복합 미생물 제제는 다음과 같이 제조된다. 각각의 균주들을 선별, 분리한 다음 각각의 균주 배양액에서 균주배양하고, 열처리 대두박(0.3-0.5%(v/w))에 접종하여 각 균주별 최적의 온도 및 습도 조건에서 기질 발효시킨 후 진공건조기에서 저온건조로 효소의 활성을 유지하면서 생균 및 배양물을 건조시킨다. 이것을 각각 20메쉬 입도의 입자로 분쇄한 다음 효소 안정제 및 부형제와 혼합한다.
본 발명의 복합 미생물 제제는 각종 사료에 약 0.1%의 양으로 첨가되어 사용된다. 돼지, 닭, 개 등 다양한 가축의 사료에 사용될 수 있으며, 사료의 종류나 형태에 관계없이, 발효사료, 사일레지 사료, 가루형 사료, 펠렛형 사료 모두에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1. 균주의 분리 및 동정
바실러스 속 균주를 함유하는 샘플을 생리식염수로 희석하여 상등액을 취한다음 영양 한천 배지에서 도말하여 37℃ 배양기에서 24시간 배양한 다음 콜로니의 모양에 따라 균주를 선별적으로 분리하여 다시 배양하였다.
섬유소 분해 효소, 펙틴 분해효소, 단백질 분해 효소의 분비력을 측정하기 위해 2.0% 전분, 1.0% 펙틴 및 1.0% 카르복시메틸셀룰로즈를 기질로 함유한 영양 한천 배지에서 선별된 균주를 배양하여 나타난 환의 크기를 선별하였다. 이들 중, 성장이 가장 우수하며 내열성이 우수한 바실러스 속 균주를 얻기위해 80℃에서 10분간 열처리 후, 콜로니 형태, 현미경 검경을 통한 포자 형성을 파악하여 다른 것들에 비해 최고 100배의 포자 형성을 하는, 두 균주로 이루어진, 혼합균주를 최종적으로 선발하였다.
최종적으로 선발된 두 균주를 각각 분리하여 동정한 결과 호기성 균이며, 그람 양성 간균이었다. 상업적으로 시판되는 분리동정 키트를 이용하여 결과를 판정하여 동정한 결과 모두 바실러스 서브틸리스로 동정되었으며 이 두 균주는 1999년 5월 3일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 내 유전자 은행에 기탁되었으며, 기탁번호는 KCTC-0606 BP 및 KCTC-0607 BP이다.
또, 상기 분리 동정방법과 유사하게 유산균의 경우 내담즙성과 내산성이 강하고, 기질인 대두박을 유산 발효시켜 젖산, 초산 등의 유기산을 생성하는 능력이 탁월한 균주를 분리하였다. 내담즙성은 0.15% oxgall이었고, 내산성은 MPS broth, pH 3.5로 나타났다. 이 균주는 락토바실러스 속 미생물로 동정되었으며, 1999년 5월 3일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 내 유전자 은행에 기탁되었으며, 기탁번호는 KCTC-0608 BP이다.
다른 두 균주도 각각 분리 후 동정한 결과, 엔테로코커스 페시움 및 사카로마이세스 세레비지에로 동정되었고 각각 1999년 5월 3일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 내 유전자 은행에 기탁되었으며, 기탁번호는 KCTC-0609 BP 및 KCTC-0610 BP이다.
실시예 2. 복합 미생물 제제의 제조
상기 실시예 1에서 분리, 동정된 각각의 균주를 배양액에서 균주배양하고, 열처리 대두박(0.3-0.5%(w/v))에 접종하여 각 균주별 최적의 온도 및 습도 조건에서 기질 발효시킨 후 진공건조기에서 저온건조로 효소의 활성을 유지하면서 건조시켰다. 이것을 각각 20메쉬 입도의 입자로 분쇄한 다음 효소 안정제 및 부형제와 혼합하였다. 각 균주의 배지 및 수는 하기 표 1에 기재하였다.
박테리아 배지 수(cfu/g)
바실러스 서브틸리스 DH-1(KCTC-0106 BP)바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0107 BP) PCA 1.1×109
락토바실러스속 미생물(KCTC-0108 BP) Rogosa 1.8×108
엔테로코커스 페시움(KCTC-0109 BP) M-엔테로코커스 6.0×108
사카로마이세스 세레비지에(KCTC-0110 BP) Rogosa 1.0×106
실시예 3. 내생 포자의 수율
상기 실시예 2에서 제조된 복합 미생물 제제를 대구 축협에서 구입한 가루 형 사료에 사료 1톤당 1㎏(0.1%)의 양으로 첨가하였다. 사료에는 사료 1g 당 7.5×105cfu가 함유되어 있었다. 80℃로 가열처리하여 바실러스 서브틸리스 이외의 균주는 사멸시키고 48시간동안 배양하였다. 각 사료 샘플당 3회 반복한것을 각각 세개의 플레이트에 배양하였다(총 9회 반복). 본 발명의 복합 미생물 제제를 첨가하지 않고 동일한 실험을 하였으며, 그 대비 결과는 하기 표 2에 기재하였다.
사료의 형태 수(cfu/g) 복합 미생물 제제의 첨가율
가루 7.8×105 0.1%
가루 3.0×102 0.0%
0.1%의 복합 미생물 제제를 첨가한 가루형 사료에서 7.8×105cfu/g이 분석되어 회수율이 104%나 되었다. 사료유래의 바실러스 서브틸리스는 2.3×102cfu/g 검출되었다.
실시예 4. 펠렛 가공 후의 열안정성
상기 실시예 2에서 제조된 복합 미생물 제제를 펠렛형 사료 원료에 사료 원료 1톤당 1㎏(0.1%)의 양으로 첨가하였다. 사료 원료에는 1g 당 7.5×105cfu가 함유되어 있었다. 펠렛 가공 후 바실러스 서브틸리스 이외의 균주는 사멸시키고 48시간동안 배양하였다. 각 사료 샘플 당 3회 반복한 것을 각각 세개의 플레이트에 배양하였다(총 9회 반복). 본 발명의 복합 미생물 제제를 첨가하지 않고 동일한 실험을 하였으며, 그 대비 결과는 하기 표 3에 기재하였다.
사료의 형태 수(cfu/g) 복합 미생물 제제의 첨가율
펠렛 6.1×105 0.1%
펠렛 2.2×102 0.0%
0.1%의 복합 미생물 제제를 첨가한 사료에서는 고온처리 과정 중 하나인 펠렛팅 공정 후에 균 회수율을 측정한 결과 81%나 회수되어 본 발명의 균주가 열에 안정하다는 것을 알 수 있었다. 사료유래의 바실러스 서브틸리스는 2.3×102cfu/g 검출되었다.
실시예 5 .효능시험(돼지)
상기 실시예 2에서 제조한 복합 미생물 제제를 0.1% 첨가한 사료를 102일간 440두의 돼지에게 섭취시키고, 복합 미생물 제제를 첨가하지 않은 동일한 사료를 102일간 420두의 돼지에게 섭취시켰다. 사료의 섭취량, 증체량 등의 측정 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
구분 대조구 시험구 개선율
종료체중(㎏)종료두수(두)폐사두수(두)종료체중(㎏/두)증체량(㎏)증체량(㎏/두)일당 증체량(g/두/일)사료 섭취량(㎏)사료 섭취량(㎏/두)사료요구율 40,379415597.326,47763.862689,850216.53.39 42,815436498.228,51565.464192,500212.23.24 ----7.7%-2.4%--4.4%
본 발명의 복합 미생물 제제는 돈사 내 암모니아 가스 발생량을 감소시켜 세분 작업 회수를 감소시키는 효과가 있고, 하계 스트레스 및 밀사 스트레스를 감소시키고 증체율 및 사료 효율을 개선시키고 병에 대한 저항력을 증진시키는 효능이 있음을 알 수 있었다.
실시예 6. 효능시험(육계)
상기 실시예 2에서 제조한 복합 미생물 제제를 0.1% 첨가한 사료를 40일간 31,000수의 육계에게 섭취시키고, 복합 미생물 제제를 첨가하지 않은 동일한 사료를 40일간 동일한 수의 육계에게 섭취시켰다. 사료의 섭취량, 사료요구율 등의 측정 결과를 하기 표 5에 기재하였다.
구분 대조구 시험구 개선율
공시수수종료일량(일)종료체중(g)사료 섭취량(g)사료요구율출하율(%) 31,000401,9603,9792.0395.0 31,000402,0703,9541.9198.0 ----6.0%3.2%
본 발명의 복합 미생물 제제는 계사 내 암모니아 가스 발생량을 감소시키고 연변 감소효과가 있으며, 하계 스트레스를 감소시키고 증체 촉진 및 출하일령을 단축시키며 증체율을 향상시키고 및 사료 요구율을 개선시키는 효능이 있음을 알 수 있었다.
실시예 7. 효능시험(산란계)
상기 실시예 2에서 제조한 복합 미생물 제제를 0.1% 첨가한 사료를 40일간 31,000수의 산란계에게 섭취시키고, 복합 미생물 제제를 첨가하지 않은 동일한 사료를 40일간 동일한 수의 산란계에게 섭취시켰다. 사료 섭취 중에 산란된 계란의 특성을 분석하여 그 결과를 하기 표 6에 기재하였다.
구분 대조구 시험구 개선율
난각강도(㎏/㎤)난중(g)난각두께(1/100mm)난백의 두께(mm)대기상태(ppm) 3.7359.6033.307.0827.86 4.3061.1034.907.8020.05
본 발명의 복합 미생물 제제는 계사 내 암모니아 가스 발생량을 감소시키고 산란율을 개선시키며, 난각과 난중을 개선시키고 산란기간을 연장시키는 효과가 있고 착색도가 개선되는 효능을 나타내었다.
본 발명의 생균 혼합균주는 내열성이 탁월하여 내생 포자의 수율이 높다. 또한, 본 발명의 복합 미생물 제제는 축사의 암모니아 가스 발생을 감소시킬 뿐 아니라 돼지나 닭 등 가축의 증체율을 향상시키고 사료요구율을 저하시키는 효능을 나타내었다. 또한 산란계의 경우 산란율을 개선하고 산란 기간을 연장시킬 뿐 아니라 난각이나 난중의 향상 및 착색도 개선의 효능이 있다.

Claims (5)

  1. 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-2(KCTC-0607 BP) 혼합균주.
  2. 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP), 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0606 BP), 락토바실러스 속(lacctobacillus sp.) 미생물(KCTC-0608 BP), 엔테로코커스 속(Enterococcus sp) 미생물(KCTC-0609 BP), 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccaromyces cerevisiae)(KCTC-0610 BP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 복합 미생물 제제.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 복합 미생물 제제는 효소 안정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 복합 미생물 제제.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 복합 미생물 제제는 부형제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 복합 미생물 제제.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) DH-1(KCTC-0606 BP) 및 바실러스 서브틸리스 DH-2(KCTC-0606 BP)는 1.1×107∼1.1×109cfu/g, 락토바실러스 속(lacctobacillus sp.) 미생물(KCTC-0608 BP)은 1.8×106∼1.8.0×108cfu/g, 엔테로코커스 페시움(Enterococcus faecium)(KCTC-0609 BP)은 6.0×106∼6.0×108cfu/g, 사카로마이세스 세레비지에(Saccaromyces cerevisiae)(KCTC-0610 BP)는 1.0×105∼1.0×106cfu/g으로 포함되는 것을 특징으로 하는 가축용 복합 미생물 제제.
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