KR20010023687A - 카르복실산 함유 동물 사료 - Google Patents

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KR20010023687A
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헥터 에프. 딜루카
데이빗 에이치. 베이커
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리차드 에이취 리저
위스콘신 얼럼나이 리서어치 화운데이션
크레이그 에스. 바자니
더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이
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Abstract

본 발명은 단독 활성 성분으로서 카르복실산을 함유하거나, 또는 이외에 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 및(또는) 피타제와 조합된 동물 사료에 관한 것이다. 카르복실산 또는 카르복실산과 비타민 D 화합물 및(또는) 피타제와의 조합물은 동물 사료 중의 인, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아연, 철 및 망간의 이용을 향상시켜 동물 식이 중에 이러한 미네랄의 보충제를 최소화하거나, 혹은 제거할 수도 있다. 또한, 인을 소량 함유하는 동물 사료를 사용하면 농경지에 산포되는 동물의 배설물에 더 적은 양의 인이 분비되므로 환경에 대한 오염 영향이 감소된다.

Description

카르복실산 함유 동물 사료 {Animal Feed Containing Carboxylic Acids}
본 발명은 단독 활성 성분으로서 카르복실산을 함유하거나, 또는 이외에 생활성 1α-히드록시 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피타제와 조합된 동물 사료에 관한 것이다. 동물 사료 중에 이러한 카르복실산, 바람직하게는 시트르산을 사용하면, 식물 기재의 피테이트 착물로부터 칼슘이 제거되어 피테이트가 용해되므로 그 안에 함유된 인이 동물에 있어 생체내 이용가능하게 된다. 또한, 이러한 카르복실산은 식이 중 무기원으로부터 이용가능한 인의 사용을 증가시킨다. 그 결과 사료 조성물 중 한 성분으로서의 보충 무기 인은 매우 감소히고, 혹은 완전히 제거될 수 있다.
식물 먹이 및 사료 중에 있는 80 % 이하의 인 (P)은 피틴산 (마이오이노시톨 헥사포스페이트)의 착물 (이하 피테이트라 명함)로서 존재한다. 피테이트는 구조적으로 하기 화학식으로 나타낼 수 있다:
피테이트 중의 P는 인간을 포함한 단순위 동물이 완전히 소화할 수 없으므로, 위장 (GI) 관을 통과하여 대변으로 분비된다. 동물 영양에 있어서, 이는 식이 조성물 중에 1.5 내지 2.0 %의 무기 인산염원이 보충되어 동물의 미네랄 P 요구량이 충족되는 것으로 설명된다. 무기 P를 가금, 돼지, 애완 동물 및 어류 식이에 첨가하는 것은 비용이 많이 든다. 이러한 종류에 대한 보충 P는 에너지 및 단백질에 이어 3 번째로 가장 비싼 식이 성분으로 종종 언급된다. 신체는 뼈 및 치아의 형성, 인지질 (세포막 구조물) 및 핵산 (RNA, DNA) 합성, ATP 및 다른 고에너지 P 화합물 합성, 및 신체내 적합한 산-염기 균형을 위해 P를 요구한다. 체내 P의 대략 85 %는 골격에 있다. 뼈는 유기 매트릭스 (콜라겐 형태의 단백질, 및 지질) 50 % 및 무기 물질 (대부분 Ca-P염, 즉 수산화인회석) 50 %로 구성되어 있다.
보충 무기 P는 동물 식이에 3 가지 사료 등급 형태, 즉 인산이칼슘 (18.5 % P), 인산모노칼슘 (21.5 % P) 또는 탈불소화된 인산염 (18.0 % P) 중 하나로 제공된다. 이러한 제품에 대해 합친 총 거래량은 미국, 캐나다, 멕시코, 서유럽 및 일본에서 매년 6억 7천 5백만 달러로 평가된다. (거래 데이터를 얻기 힘든) 남미, 동유럽, 아시아, 아프리카, 중국, 인도 및 동남 아시아를 포함한다면, 사료 등급 인산염에 대한 총 거래량은 매년 10 억 달러가 넘을 것으로 쉽게 예측할 수 있다. 북미에서 소비되는 사료 등급 인산염의 50 %가 가금 사육에 사용된다. 동물 사료 중 한 성분으로서 카르복실산을 사용하면 동물 사료 중 보충 무기 P의 요구가 심하게 감소되고, 생활성 1α-히드록시 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피타제와 조합시키면 동물 사료 중 보충 무기 P에 대한 요구가 완전히 없어질 수 있다는 것이 발견되었다.
또한, 식물 먹이 및 사료 (예, 곡물알 및 부산물, 콩) 중 피테이트 착물은 하기 도시된 바와 같이 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아연, 철 및 망간과 같은 양이온과 결합한다 [Erdman, 1979]:
피테이트로부터 P의 이용을 증가시키는 본 명세서에 언급된 바와 같은 카르복실산 및(또는) 생활성 1α-OH 비타민 D 화합물과 같은 사료 첨가제는 다른 요소들의 이용도 또한 증가시켜야 한다. 본 발명에 의해 카르복실산, 또는 카르복실산과 1-α-OH 비타민 D 화합물, 바람직하게는 1,25-디히드록시콜레칼시페롤 및 1-α-OH 콜레칼시페롤 및(또는) 피타제의 조합물로 P 뿐만 아니라 아연, 철 및 망간의 이용도 증가된다는 것을 확립하였다. 따라서, 이러한 3 가지 미량의 요소들은 항상 돼지, 가금 및 애완 동물에 대한 식이에 (사료 등급 ZnO 또는 ZnSO4ㆍH2O; FeSO4ㆍH2O; MnO 또는 MnSO4ㆍH2O로서) 보충제 형태로 첨가되므로, 카르복실산, 또는 카르복실산과 생활성 1-α-OH 비타민 D 화합물 및(또는) 피타제와의 조합물을 사용하면 실제 형태의 곡물-오일씨드 곡분 식이 중 이러한 미네랄 염의 보충제에 대한 요구가 더 낮아지거나, 혹은 제거된다.
무기 P 보충제 및 미량의 미네랄 염의 보충제를 감소시키거나 또는 제거함으로써, 잔여 식이가 더 유용한 에너지를 함유하게 될 것이다. 따라서, 곡물-오일씨드 곡분 식이는 통상적으로 식이 1 ㎏ 당 약 3,200 ㎉의 신진대사가능한 에너지를 함유하고, 미네랄 염으로는 신진대사가능한 에너지가 제공되지 않는다. 따라서, 불필요한 미네랄을 제거하고 곡물로 치환하면, 식이 중 유용한 에너지가 증가될 것이다.
현재, 피타제는 유럽 및 아시아에서 P 오염을 감소시키는데 사용되고 있다. 그러나, 사용 수준은 식이 1 ㎏ 당 600 단위이지만, 이 수준은 600 단위가 피타제 이용을 최대화할 것이라는 이유 때문이 아닌 효소의 비용 때문에 선택된 것이었다. 이와는 달리, 본 발명을 통해 병아리 사료인 옥수수-콩 곡분 식이 중의 피타제 이용을 최대화하는데 식이 1 ㎏ 당 1200 단위 이상이 필요하다는 것을 알게 되었다 (표 1). 그러나, 본 발명에 따라 생활성 1-α-OH 비타민 D 화합물을 사용하면 값비싼 양의 피타제를 공급할 필요가 감소되게 된다 (표 5).
동물 사육자들에게는 식이 중 피타제 함량 때문에 높은 P 식이의 공급이 강요된다. 이는 배설 폐기물 (대변 및 소변) 중 P를 증가시킨다. 동물 뿐만 아니라 인간 배설물로부터의 과잉의 P는 통상적으로 토양에 산포되고, 그 일부는 씻겨져 지하수가 된 후 연못, 시내, 강, 호수 및 대양으로 유입된다. 수중에 과잉의 P가 존재하게 되면, 조류의 성장이 자극되고, 이 조류는 상당한 산소를 흡수하게 된다. 이리하여 성장, 재생산 및 번성에 산소를 필요로 하는 해양 생물을 잃게된다.
유럽 및 아시아의 대부분에서 P 오염은 과잉의 P-부과 비료를 토양에 산포하는 가축 사육자들에게 과도한 재정적 과료 형태의 형벌을 부과하는 것과 같은 문제 및 걱정거리가 되었다. 이러한 연유로, 유럽 대부분에서도 이제는 그 제품 (이는 또한 피테이트를 가수분해함)이 매우 비싼데도 불구하고 미생물성 피타제 제품 (바스프 제품)을 사용하고 있는데, 사실상 너무 비싸고 현재 미국에서는 사료 첨가제로서 비용 효율적 (600 단위/식이 1 ㎏)이지 않다. 많은 미국 토양은 "P 포화되어", 토양 침출물 중 P 농도가 더 높다고 나타나고 있다. 체서피크 만과 같은 영역 중 높은-P 농도 침출수는 과잉의 조류 성장을 유발시켜 만의 물 중 어류의 폐사를 증가시킨다 [Ward, 1993]. 유럽에서 사료 산업 단체 페파나 (FEFANA)는 1991 년에 해명서 [Improvement of the Environment]를 발행하였다. 이들은 가축 사육으로부터의 사료 중 P가 30 %까지 감소되어야 한다고 제안하였다 [Ward, 1993]. 유럽에서 토양에 적용할 수 있는 P의 한계는 슈바르쯔에 의해 논의되었다 [Schwarz, 1994]. 따라서, 본 발명에 따라 인 이용을 증가시키는데 활성인 카르복실산, 또는 카르복실산과 1-α-OH 비타민 D 화합물과의 조합물을 사용하면, 동물 배설물 중 P 함량을 80 % 이하로 줄일 수 있는 것으로 평가된다.
초기 연구는 미생물성 피타제의 부재 또는 1200 단위 (바스프 제품)의 존재하에서 1,25-디히드록시콜레칼시페롤 (1,25-(OH)2D3)의 사용에 초점을 맞추었으며, 에드워즈 (1993)는 1,25-(OH)2D3가 피타제-결합 P로부터의 P 이용 개선에 효과적이라는 것을 보여주었고, 비엘 (Biehl) 등 (1995)은 그의 결과를 확인하였다. 더욱이, 이 두 연구는 1,25-(OH)2D3가 미생물성 피타제와 추가로 작용하여 식이용 피타제 착물로부터 P를 방출한다는 것을 보여주었다. 1,25-(OH)2D3의 위력은 다음 2 가지 방식, 즉: (a) 1,25 화합물은 피테이트를 가수분해하는 장관의 피타제 또는 포스파타제의 활성을 증가시키는 것으로 보이고 [Pileggi et al, 1995; Maddaiah et al, 1964] 및 (b) 1,25 화합물은 인산염 수송을 자극하여 [Tanka 및 DeLuca, 1974] GI관으로부터 혈장 및 이에 따른 뼈로의 P의 수송 촉진하는 것으로 공지된 방식으로 작용하는 것으로 보인다.
통상적인 식이 환경하에서, 식이에 첨가되는 콜레칼시페롤 (비타민 D3)은 GI관으로부터 흡수되어 혈액을 통해 간으로 수송되고, 간 효소 25-수산화효소가 화합물에 작용하여 25-OH D3가 형성된다. 이 화합물은 통상적인 콜레칼시페롤의 혈액 신진대사물이다. 25-OH D3의 극히 일부는 신장에서 1-α 위치가 추가 히드록실화되어 향칼슘 호르몬 1,25-OH D3가 합성된다. 1,25-OH D3의 합성은 비용이 많이 들고 경구 25-OH D3는 인산염 흡수에서 활성 형태가 아니므로, 1-α-OH D3가 인산염 이용을 증가시키는데 유효한 화합물일 것이라고 제안되었다. 1α-히드록실화된 비타민 D 화합물 및 특히 1-α-OH D3가 GI관으로부터 흡수되어 간으로 수송되고, 25-수산화효소가 이에 작용하여 1,25-디히드록실화 화합물 및 특히 1,25-(OH)2D3가 합성된다는 것이 발견되었다. 그 다음, 이러한 화합물의 일부는 GI관으로 다시 수송되어 장관의 인산염 흡수를 활성화할 것이다. 순효과는 인산염 착물 뿐만 아니라 무기 P 보충제 자체로부터 P (또한, Zn, Fe, Mn 및 Ca)의 이용이 증가된 것이다.
요약하면, 본 발명의 가능한 이점에는 (1) (어류를 포함한) 동물 식이에 대한 무기 P 보충 필요성 감소 또 혹은 제거; (2) 환경의 P 오염 감소; (3) 동물 식이 중 보충 Zn, Mn 및 Fe에 대한 필요성의 감소 또 혹은 제거; 및 (4) 사료로부터 최대 P 이용을 위해 필요한 피타제의 양의 감소가 포함된다.
본 발명은 본 명세서에 설명된 개선된 결과를 달성하기 위한 단독 활성 성분으로서 카르복실산을 함유하거나, 또는 이외에 생활성 1α-히드록시 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피타제와 조합된 동물 사료를 제공한다. 동물 사료 중에 이러한 카르복실산, 바람직하게는 시트르산을 사용함으로써, 식물 기재 피테이트 착물로부터 칼슘이 제거되어 피테이트가 용해되도록 하여 피테이트 착물 중에 함유된 인이 동물에 대해 생체내 이용가능하도록 한다. 또한, 이러한 카르복실산은 식이 중 무기원으로부터 P의 이용을 증가시키므로, 보충 무기 인에 대한 필요성을 더 감소시킨다. 이로써 한 성분으로서의 보충 무기 인은 매우 감소되고, 혹은 완전히 제거될 수 있는 사료 조성물이 얻어진다.
활성 성분으로서 유용한 카르복실산은 2 개 (디-) 또는 3 개의 (트리-) 수소 원자가 카르복실기 -COOH로 대체된 탄화수소 유래의 디- 및 트리-카르복실산이다. 디카르복실산의 예에는 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산 및 타르타르산이 포함된다. 트리카르복실산의 예에는 시트르산, 이소시트르산, 트랜스 및 시스 아코니트산, 및 호모 시트르산이 포함된다. 이러한 산은 모든 이성질체 및(또는) 입체화학 배열로 사용할 수 있다. 바람직한 산은 시트르산이지만, 임의의 디- 또는 트리-카르복실산을 사용하여 본 발명의 장점을 달성할 수 있다고 믿어진다.
디- 및 트리-카르복실산의 카르복실기의 H 원자는 용액 중에서 이온화되어 시트레이트 또는 옥살레이트와 같은 1가 이온 형태로 존재하는 것으로 공지되어 있다. 이러한 이온 형태는 상응하는 염으로 쉽게 전환되므로, 그 결과 디- 및 트리-카르복실산은 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 칼슘 또는 알루미늄 염 형태일 수 있다. 이러한 염 뿐만 아니라, 1가 이온도 본 발명의 성능을 방해하지 않고 순수한 산 형태에 부가하여 사용할 수 있다.
따라서, 본 명세서 및 청구항에서, 용어 "카르복실산"은 산 자체 뿐만 아니라, 산의 이온 및 염 형태도 포함하는 것이다. 또한, 카르복실산이 동물 사료중에 순수한 형태, 또는 예를 들어 (시트르산 또는 타르타르산과 같은 산을 생성하는데 사용되는 발효 공정으로부터 수득된) 발효 배양액의 성분으로서 다른 구성재료들과의 조 혼합물로 혼입될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
동물 사료에 보충 무기 P의 첨가를 감소 및(또는) 제거하기 위한 목적하는 결과를 달성하기 위해, 동물 식이는 카르복실산을 약 0.5 % 내지 약 10 % 함유하여야 한다. 카르복실산을 약 2 % 내지 약 7 % 함유하는 식이를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 산은 시트르산이다. 그러나, 시트레이트 및 시트르산나트륨의 조합물도 대단히 효과적임을 알게 되었다.
본 명세서 및 청구항에 사용된 바와 같은 용어 "히드록시 보호기"는 예를 들어 알콕시카르보닐, 아실, 알킬실릴 및 알콕시알킬기와 같은 히드록시 관능기의 임시 보호에 통상적으로 사용되는 임의의 기를 니타내고, 보호된 히드록시기는 이러한 보호기 유래의 히드록시 관능기이다. 알콕시카르보닐 보호기는 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐, 이소프로폭시카르보닐, 부톡시카르보닐, 이소부톡시카르보닐, tert-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐 또는 알릴옥시카르보닐과 같은 기이다. 용어 "아실"은 탄소수 1 내지 6의 모든 이성질체 형태의 알카노일기, 또는 탄소수 1 내지 6의 카르복시알카노일기, 예를 들어 옥살릴, 암로닐, 숙시닐, 글루타릴기, 또는 벤조일과 같은 방향족 아실기, 또는 할로, 니트로 또는 알킬치환된 벤조일기를 나타낸다. 명세서 또는 청구항에 사용된 용어 "알킬"은 탄소수 1 내지 10의 모든 이성질체 형태의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 나타낸다. 알콕시알킬 보호기는 메톡시메틸, 에톡시에틸, 메톡시에톡시메틸, 또는 테트라히드로푸라닐 및 테트라히드로피라닐과 같은 같은 기이다. 바람직한 알킬실릴 보호기는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, t-부틸디메틸실릴 및 유사한 알킬화 실릴기이다.
본 발명에 유용한 비타민 D 화합물은 1α-히드록실화 비타민 D 화합물, 바람직하게는 1α-히드록시콜레칼시페롤 및 1α,25-디히드록시콜레칼시페롤이다. 이러한 형태의 비타민 D 화합물은 하기 화학식으로 특정된다:
상기 식 중,
X1은 수소 또는 히드록시-보호기일 수 있고, X2는 히드록시 또는 보호된 히드록시일 수 있고, X3은 수소 또는 메틸일 수 있고, X4및 X5는 각각 수소를 나타내거나 또는 X4와 X5가 함께 메틸렌기를 나타내고, Z는 Y, -OY, -CH2OY, -C≡CY 및 -CH=CHY로부터 선택되고, 이중 결합은 시스 또는 트랜스 입체화학 배열일 수 있고, Y는 수소, 메틸, -CR5O 및 화학식의 기로부터 선택되고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 5의 정수를 나타내고, R1은 수소, 히드록시, 보호된-히드록시, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5-알킬로부터 선택되고, R2, R3및 R4는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5알킬로부터 선택되고, R1과 R2가 함께 옥소기 또는 알킬리덴기, =CR2R3또는 -(CH2)p기 (여기서, p는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R3과 R4가 함께 옥소기 또는 -(CH2)q기 (여기서, q는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R5는 수소, 히드록시, 보호된-히드록시 또는 C1-5알킬을 나타낸다.
상기 카르복실산 및 비타민 D 화합물은 동물에게 단독으로 식용 담체 중에서 또는 다른 사료 첨가제와 조합되어 투여될 수 있다. 상기 카르복실산 및 비타민 D 화합물 또는 이들의 조합물은 탑 드레싱으로서 또는 이들을 동물 사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도로, 별도의 경구 제형으로, 주사 또는 경피로 또는 다른 성장 관련 식용 화합물과 조합하여 쉽게 투여할 수 있고, 조합물 중 각 화합물의 비율은 목적하는 특정 문제 및 원하는 응답의 정도에 따르는 것이 본 발명을 수행하는데 통상적으로 효과적이다. 가금에 있어서, 카르복실산 약 10 % 과량 또는 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 약 10 ㎍/일의 양은 원하는 결과를 달성하는데 통상적으로 불필요하고, 칼슘과다혈증이 유발될 수 있고, 경제적으로 실용적이지 못할 수 있다. 임의의 경우에 특정 투여량은 투여되는 특정 화합물, 처리하고자 하는 문제, 대상의 상태 및 다른 관련된 실태에 따라 조정되고, 이는 당 업자에게 잘 알려진 바와 같이 유효 성분의 활성 또는 대상의 응답을 변경한다는 것을 이해해야 한다. 통상적으로, 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 단독 일일 투여량 또는 분할 일일 투여량을 사용할 수 있다.
동물 사료와 별도로 투여할 경우, 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 각종 화합물의 투여 형태는 이들을 비-독성 제약상 허용가능한 식용 담체와 조합하여 즉석 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 고체 또는 액체, 예를 들어 옥수수 전분, 락토스, 수크로스, 콩 플레이크, 땅콩유, 올리브유, 참깨유 및 프로필렌 글리콜일 수 있다. 고체 담체가 사용될 경우, 화합물의 투여형은 정제, 캡슐제, 산제, 트로키제 또는 함당정제 또는 미분산성 형태의 탑 드레싱일 수 있다. 액체 담체가 사용될 경우, 연 젤라틴 캡슐제, 또는 시럽제 또는 액체 현탁액제, 에멀젼제 또는 용액제의 투여 형태일 수 있다. 또한, 투여 형태는 보조제, 예를 들어 보존제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제, 용액 촉진제 등을 함유할 수 있다. 또한, 이들은 다른 치료학상 유용한 물질을 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 동물 사료 조성물, 및 동물 사료 중 식이 인의 요구를 감소 및(또는) 제거하기 위한, 카르복실산 또는 카르복실산과 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피테이트를 이용하는 동물 사료의 배합 방법에 관한 것이다. 이러한 용도에 적합한 1α-히드록실화 비타민 D 화합물은 본 명세서에 이미 기재되어 있다. 사료에 혼입될 수 있는 인 보충제 (18.5 % P)는 건조 중량 기준으로 0 % 내지 약 0.9 %로 감소시킬 수 있다. 이는 동물 사료 조성물에 혼입되는 통상적인 인 보충제의 약 1.5 % 내지 약 2.5 %가 유의하게 감소된 것이다. 인의 이러한 유익한 감소는 카르복실산 또는 카르복실산과 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피타제의 조합물을 동물 사료에 혼입시킨 직접적인 결과이다.
동물 사료는 동물의 식이 요구를 충족시키는데 통상적으로 사용되는 임의의 단백질-함유 유기 곡분일 수 있다. 이러한 단백질-함유 곡분은 통상적으로 옥수수, 콩 곡분 또는 옥수수/콩 곡분 믹스로 주로 구성되어 있다. 예를 들어, 가금에게 공급되는 통상적으로 시판되는 제품에는 랜드 올레익스 에이지 서비시즈 (Land O'Lakes AG Services)의 가금 사료 제품인 에그 메이커 컴플리트 (Egg Maker Complete) 뿐만 아니라 아과, 인크. (Agwa, Inc)의 제품인 컨트리 게임 앤 터키 그로어 (Country Game ＆ Turkey Grower)가 포함된다. 상기 시판 제품들 모두, 본 발명의 카르복실산 또는 카르복실산과 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 및(또는) 효소 피타제와의 조합물이 혼입되어 이러한 조성물에 요구되는 인, 아연, 망간 및 철 흡수 보충제를 감소 또는 제거할 수 있는 동물 사료의 통상적인 예이다. 따라서, 단백질-함유 유기 곡분의 임의 형태는 본 발명의 카르복실산, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 또는 피타제, 및 감소된 인, 아연, 망간 및 철 보충제가 혼입될 수 있는 기본 믹스로서 이용할 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 포유류, 가금 및 어류를 포함한 것으로 정의된 다수의 동물의 식이에 적용할 수 있다. 보다 상세하게는, 식이는 상업상 중요한 포유류, 예를 들어 돼지, 소, 양, 염소, 실험용 설치 동물 (래트, 마우스, 햄스터 및 게르빌루스쥐), 모피 소유 동물 (예, 밍크 및 여우), 및 동물원 동물 (예, 원숭이 및 꼬리 없는 원숭이), 뿐만 아니라 가축 (예, 고양이 및 개)에게 사용할 수 있다. 통상적으로 상업상 중요한 가금에는 닭, 터키, 오리, 거위, 꿩 및 메추라기가 포함된다. 송어와 같은 상업적으로 사육되는 어류도 또한 본 명세서에 개시된 식이로부터 이득을 본다.
본 발명에 따른 동물용 사료 배합 방법에서는, 사용된 카르복실산을 동물 사료에 건조 중량 기준으로 사료 1 ㎏ 당 약 5 g 내지 약 100 g의 양으로 혼입한다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 양은 동물 식이의 약 0.5 % 내지 약 10 %를 제공하는데 충분하다. 또한, 사용된 1α-히드록실화 비타민 D 화합물을 동물 식이에 건조 중량 기준으로 사료 1 ㎏ 당 약 5 ㎍ 내지 약 40 ㎍의 양으로 혼입한다. 그 다음, 사료 혼합물을 매시로서 공급하거나, 또는 추가 가공 및 포장을 위해 원하는 분리된 형상으로 형성한다. 통상적으로, 이러한 분리된 형상은 공지된 압출 및(또는) 압축 기술에 의해 형성된 펠렛, 블록 또는 연탄형일 수 있다. 이용된 특정 가공 기술은 동물 사료 혼합물 중 카르복실산, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물 또는 피타제의 성능에 영향을 미치지 못한다. 본 발명을 하기 실시예로 더욱 상세히 설명하지만, 이는 단지 예시를 위한 것이다.
〈실시예 1〉
본 시험의 목적은 시트레이트/시트르산나트륨 또는 옥살레이트/옥살산나트륨을 P- 및 Ca-결핍 식이에 첨가하였을 때 P 이용이 개선되는지를 측정하기 위한 것이다.
〈설명〉
어린 브로일러 닭에게 단백질 23 %, 칼슘 (Ca) 0.62 %, D3 25 ㎍/㎏ 및 인 0.42 % (피테이트 P 0.28 %, 비피테이트 P 0.14 %)를 함유하도록 설계된, 인 (P)-결핍 옥수수-콩 곡분 식이를 공급하였다. 피테이트 P는 이 식이 중에서 본질적으로 이용불가능한 것으로 생각되므로, 이 식이는 "이용가능한" P가 심각하게 부족한 것이다 ("이용가능한" P에 대한 NRC 요구량은 0.45 %임). 칼슘은 0.62 % (NRC 요구량 1.0 % 미만)로 설정하여, 칼슘 대 "이용가능한" 인의 비율이 약 6:1 (바람직한 비율은 1:1 내지 2:1)로 유지되도록 하였다.
〈일반 과정〉
사육, 운용, 및 도살 과정은 일리노이주 커미티 온 래버러토리 애니멀 케어 대학 (University of Illinois Committe on Laboratory Animal Care)의 방법에 따랐다. 병아리 생물검정에는 일리노이주 포울트리 팜 대학 (University of Illinois Poultry Farm)으로부터의 수컷 뉴햄프셔 ×콜롬버스 병아리를 사용하였다. 병아리들을 24 시간 일정한 오버헤드 형광 조명으로 환경 조절된 건축물 내에 높인 철조 바닥이 있는 가열 시동 배터리에서 사육하였다. 첫번째로 부화 후 7 일 동안, 병아리에게 CP 23 %, 및 Ca, P 및 D3이 적합한 메티오닌-강화된 옥수수-콩 곡분 식이를 공급하였다. 밤새 굶긴 후, 병아리들의 체중을 재고 날개를 묶었다. 체중 차가 작은 것들을 선택한 후, 병아리들을 임의로 축사에 할당하였다. 병아리들에게 부화 후 8 일 내지 22 일에 임의 기준으로 할당된 실험 식이를 공급하였다. 14-일 검정 사육 기간 동안 6 회의 각 식이 처리를 4 개의 축사 중 4 마리의 병아리에게 공급하였다.
각 검정의 말기에, 병아리들을 CO2기체로 치사시키고, 모든 병아리에서 우측 무릎관절골을 정량적으로 꺼내었다. 무릎관절골을 축사에서 얻고, 부착된 조직을 제거한 후, 이들을 100 ℃에서 24 시간 동안 건조하였다. 건조된 뼈 샘플을 칭량한 다음, 머플로 중 600 ℃에서 24 시간 동안 회분으로 건조하였다. 골회의 중량을 건조 무릎관절골 중량 %로서 및 또한 무릎관절골 당 회분의 중량으로 나타내었다.
인 결핍 기본 식이 (94 %)를 시트르산 (트리카르복실산) + 시트르산나트륨 혼합물 (1:1)의 등급 투여량 및 옥살산 (디카르복실산) 0.50 % 및 옥살산나트륨 0.50 %의 혼합물로 구성된 하나의 처리 식이로 강화하였다. 옥수수 전분을 조절하여 모든 식이의 총량을 100 %로 만들었다 (기본 식이 94 % + 부가 산 및(또는) 옥수수 전분 6 %).
기본 식이
성분 %
옥수수 45.35
SBM 41.23
콩유 5.00
석회암 1.32
염 0.40
팜 (Farm) 비타민 믹스 0.20
미네랄 믹스 0.15
DL-Met 0.20
염화콜린 0.10
플라보마이신 0.05
〈처리〉
1. 기본 + 옥수수 전분 6 %
2. 기본 + 옥수수 전분 5 % + 시트레이트 0.5 % + 시트르산Na 0.5 %
3. 기본 + 옥수수 전분 4 % + 시트레이트 1.0 % + 시트르산Na 1.0 %
4. 기본 + 옥수수 전분 2 % + 시트레이트 2.0 % + 시트르산Na 2.0 %
5. 기본 + 옥수수 전분 0 % + 시트레이트 3.0 % + 시트르산Na 3.0 %
6. 기본 + 옥수수 전분 5 % + 옥살레이트 0.5 % + 옥살산Na 0.5 %
데이터는 분산 분석에 의해 통계학적으로 분석하였다.
〈결과〉
유기산 첨가 수준 (%) 14 일째 체중 증량 (g) 14 일째 사료 섭취량 (g) 증량:사료 (g/㎏) 무릎관절골
회분 (%) 회분 (㎎)
1. 없음 290c 448b,c 647a 26.9c 284a
2. 시트레이트 + 시트르산Na 0.5+0.5 289c 441a 655a 27.9d 305d,c
3. 시트레이트 + 시트르산Na 1.0+1.0 312b 478b,c 652c 30.6c 348c
4. 시트레이트 + 시트르산Na 2.0+2.0 330b 502b 657a 35.6b 436b
5. 시트레이트 + 시트르산Na 3.0+3.0 354a 550a 643a 38.6a 519a
6. 옥살레이트 + 옥살산Na 0.5+0.5 276c 473c,d 584b 31.4c 329c,d
합동 SEM 5.6 7.4 9.0 0.5 11
1데이터는 부화 후 8 일 내지 22 일에 식이를 공급받은 4 마리 병아리의 4 개 축사의 평균값이다; 평균 초기 체중은 100 g이었다.a-c상이한 윗첨자를 갖는 컬럼에서의 평균은 유의하게 다르다 (p〈0.05).
〈결과의 고찰〉
시트레이트 1 % + 시트르산Na 1 %로 시작하여, 이 조합물을 보충했을 경우 병아리들은 더 빨리 증량되었다. 시트레이트 3 % + 시트르산Na 3 %에서 체중 증량 응답은 강화되지 않은 음성-대조군 식이를 공급한 병아리에 비해 22 % 더 높았다. 체중 증량 응답은 거의 전체적으로 자발적인 사료 섭취량의 증가 결과로서 나타났는데, 즉 체중 증량 효능 (증량:사료 비율)에 있어서는 개선되지 않았다. 옥살레이트 혼합물로는 체중 증량은 증가되지 않았으며, 사료 효능은 감소되었다.
시트레이트 + 시트르산Na에 대한 골회분 응답은 시트레이트 혼합물의 투여량 증가에 대한 응답에 있어 선형이었다 (p〈0.01). 식이 중 시트레이트 3 % + 시트르산Na 3 %에 의해 골회분 농도는 43 %까지 증가되었고, 총 골회분 (㎎/무릎관절골)은 83 %까지 증가하였다. 또한, 옥살레이트 혼합물 (옥살산 0.5 % + 옥살산Na 0.5 %)은 골회분을 증가시켰고 (p〈0.05), 이는 임의의 트리- 또는 디-카르복실 유기산이 피테이트 용해 효능을 나타낸다는 것을 암시한다. 따라서, 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산, 타르타르산, 이소시트르산, 아코니트산, 호모 시트르산 및 다른 산들도 피테이트 P-방출 효능을 나타낼 것이다.
〈실시예 2〉
〈병아리 효능 실험〉
A. 과정:
P-결핍 식이를 공급받은 동물 중 P (또는 Ca) 활성의 최상의 측정은 총 골회분이다. 본 생물검정계 중에서, 어린 병아리 (8 일령)에게 Ca 0.6 % 및 총 P 0.43 %를 함유하지만 생체내 사용가능한 P는 0.10 %로 평가된 옥수수-콩 곡분 식이를 공급하였다. 이 일령의 병아리에 대한 Ca 및 P의 요구 수준은 Ca 1.0 % 및 이용가능한 P (즉, 비피테이트 P) 0.45 %이다. 이용가능한 P가 심하게 결핍된 상태에서 과잉의 Ca은 식욕 부진을 야기하므로, 칼슘은 본 식이 중에서 1.0 % 대신 0.6 %로 유지하였다.
통상적으로, 축사 당 3 또는 4 마리의 병아리의 3 또는 4 개의 축사를 각 식이 처리로 배치한다. 일정한 (형광) 조명으로 환경 조절된 동물 방 내에 위치한 철조망 배터리 축사 중에서 12 일 동안 병아리들에게 임의로 선택하여 실험용 식이를 제공하였다. 부화 후 20 일째에 검정을 종결하고, 병아리들의 경부를 탈구시켜 치사시키고, 좌측 무릎관절골을 정량적으로 꺼내었다. 뼈에 부착된 조직을 벗기고, 100 ℃에서 24 시간 동안 건조시키고, 칭량한 다음, (머플로 중) 600 ℃에서 24 시간 동안 회분으로 건조하였다. 회분으로 된 남은 부분은 완전히 무기물질이었다. 건조 뼈 중량 %로서의 회분 (무기 물질)의 중량은 뼈 중의 회분 % (미네랄, 및 거의 Ca 및 P)이다. 회분 %를 건조 뼈 중량과 곱하여 총 골회분을 ㎎으로 얻었다. 무릎관절골 회분은 총 골격 중 회분의 정도 (또는 뼈 미네랄화)를 반영한다. Ca 및 P가 적합한 식이를 공급받은 20-일령 잡종 병아리 (뉴햄프셔 ×콜럼버스)의 골회분 %값은 45 %이었다.
Zn 및 Mn 생체이용율의 평가에 있어, Zn 및 Mn의 뼈 함량은 확증된 기준값이지만, 성장 응답도 또한 Zn 생체이용율 평가에 사용된다 [Wedekind et al., 1992; Halpin 및 Baker, 1986]. Zn 및 Mn 생체이용율의 평가를 위해, 무릎관절골을 100 ℃에서 24 시간 동안 건조한 후, 600 ℃에서 추가 24 시간 동안 회분으로 건조하였다. 그 다음, 건조된 회분을 HNO3및 H2O2로 습윤된 회분으로 만들었다. 그 다음, 원자흡광분석을 이용하여 아연 및 망간을 정량하였다 [Wedekind et al., 1992]. Zn, Mn 또는 Fe (헤모글로빈 검정) 생체이용율을 포함하는 연구에서, 병아리에게 Zn, Mn 또는 Fe가 부족한 예비 시험 식이를 (부화 후 0 내지 8 일째에) 공급하였다. 이는 이러한 미량의 요소의 저장량을 고갈시킨다. 그 다음, 이 실험을 스테인레스-스틸 공급기 및 급수기가 장착된 스테인레스-스틸 병아리 배터리 중에서 수행하였다. 탈이온수를 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 단계를 거쳐 환경, 장치 및 음료수로부터 Zn, Mn 또는 Fe 오염을 예방하였다.
B. 결과:
이 실험을 위한 기본 식이를 (대부분 피테이트-결합된 P 유래의) 이용가능한 P가 심하게 부족하지만, 비타민 D3 과잉량, 및 Zn 및 Mn 한계량에 적합하도록 (즉, 식이 중 Zn 또는 Mn에 대한 보충제가 없도록) 설계하였다. 골회분의 증가는 P의 향상된 GI 흡수를 나타내고, 뼈 중 Zn 및 Mn의 증가는 Zn 및 Mn의 향상된 GI 흡수를 나타낼 것이다 [Chung 및 Baker, 1990; Wedekind et al., 1992; Halpin 및 Baker, 1986; Baker et al., 1986]. 표 2에 나타낸 바와 같이, 성장율은 P 0.10 % 첨가, 1200 U 피타제 0.2 % 첨가, 1,25-(OH)2D315.5 % 첨가, 피타제 (1200 U) 및 1,25-(OH)2D310.0 ㎍/㎏의 조합물 25 % 첨가에 의해 17 % 증가하였다 (P〈0.05). 그러나, 골회분은 P 생체이용율의 가장 좋은 측정치이다. 총 골회분 (㎎)은 (식이 중 P가 심하게 부족하다고 입증하여) P 0.10 % 첨가, 피타제 1200 U 64 %, 1,25-(OH)2D360 % 및 피타제와 1,25-(OH)2D3의 조합물 98 %에 의해 56 % 증가되었다 (P〈0.01). 무릎관절골 Zn (㎍)이 피타제 1200 U 또는 1,25-(OH)2D310 ㎍/㎏에 의해 55 % 증가되었으나 (P〈0.01), 피타제-di-OH D3조합물에 의해 86 % 증가되었다. 무릎관절골 Mn (㎍)이 피타제에 의해 63 %, di-OH D3에 의해 85 % 및 피타제-di-OH D3조합물에 의해 123 % 증가되었다 (P〈0.01).
표 3의 데이터에 제2 효능 실험의 결과를 나타내었다. 이 실험을 위한 기본 식이는 Ca에 적합하도록 만들고, Mn 및 Zn의 기본 (안전률) 수준도 또한 강화하였다. 따라서, 이 식이는 이용가능한 P만 결핍하였다. P-결핍 음성 대조군 식이를 공급받은 병아리의 골회분은 현저하게 감소되었다. 실제로, Ca 대 이용가능한 P의 높은 비율의 반영인 골회분 %는 이러한 병아리들에게 있어 약 5 % 더 낮았다 (실험 1에서 30.4 %, 실험 2에서 25.5 %). 피타제 및 1,25-(OH)2D3모두에 대한 효능을 다시 증명하였다. 또한, 피타제와 1,25-(OH)2D3를 모두 함유하는 식이로는 P 적합 식이 (식이 5)로 달성된 것과는 거리가 먼 회분값이 나타났다.
표 4의 데이터에 기본 Zn 효능 실험의 결과를 나타내었다. 기본 식이는 Zn만 결핍하여 (NRC 1994 Zn 요구량은 40 ppm임) Zn 10 ppm 첨가로도 여전히 식이에는 Zn이 결핍하였다. 피타제 및 1,25-(OH)2D3모두에 대한 현저한 효능이 관찰되었고, 또다시 첨가물은 조합물에 대해서도 명백하였다.
최종적으로 P, Zn 및 Mn의 이용에 있어 1,25-(OH)2D3가 현저하게 효능이 있는 것으로 나타났으므로, 1-α-OH D3의 효능을 시험하는 실험을 이어서 수행하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다. 1-α-OH D3의 투여량 0 내지 20 ㎍/㎏이 보충되자, 선형 성장 응답 (P〈0.01)이 발생하였다. 마찬가지로 식이에 1-α-OH D320 ㎍/㎏을 첨가하자, 무릎관절골 회분이 현저하게 증가하였다 (P〈0.01). 총 무릎관절골 회분 (㎎)은 보충되지 않은 기본 식이를 공급받은 병아리보다 1-α-OH D320 ㎍/㎏을 포함하는 식이를 공급받은 병아리에서 69 % 더 높았다. 1-α-OH D340 ㎍/㎏ 투여량이 효능이 있고, 틀림없이 무독성이지만, 20 ㎍/㎏ 투여량에 의해 피테이트로부터 방출되는 P로 인한 응답이 최대화되었다.
표 6의 데이터는 미생물성 피타제와 1,25-(OH)2D3의 조합 사이의 상승 작용을 확증한다. 또한 이 결과로서, 피타제 (600 대 1200 단위) 투여량을 1,25-(OH)2D310 ㎍/㎏의 존재하에서 비교할 때, 피타제 600 단위가 피테이트-P 이용 개선에 있어 1200 단위와 같은 효력이 있다는 것이 증명되었다. 이러한 발견은 표 2의 데이터와 비교하면, 보충 생활성 1-α-OH 비타민 D 화합물도 또한 식이에 포함되어 있을 경우 최대 응답에 요구되는 피타제 보충 수준을 반으로 줄일 수 있다는 것을 보여준다. 실제로, 1,25-(OH)2D3의 존재하에서 피타제 300 단위로도 현저한 응답이 나타났다.
표 7의 데이터에는 1-α-OH D3와 피타제 사이에 존재하는 상승작용을 나타내었다. 따라서, 피타제 1200 단위와 조합된 1-α-OH D320 ㎍/㎏으로 총 골회분이 보충되지 않은 기본 옥수수-콩 곡분 식이에 대해 관찰된 것보다 107 % 초과 증가하였다. 보충 1-α-OH D3만으로 골회분이 74 % 증가하였고, 보충 피타제만으로 골회분이 65 % 증가하였다.
인-결핍 식이를 공급받은 어린 병아리의 성장률 및 뼈 강도를 증가시키는 피타제 및 1,25-디히드록시콜레칼시페롤 (실험 1)1
식이2 체중 증량 (g) 증량:사료 (g/㎏) 이용가능한 P 흡수량 (㎎) 무릎관절골 데이터3
중량 (㎎) 회분 (%) 회분 (㎎) Zn (㎍/g) Zn (㎍) Mn (㎍/g) Mn (㎍)
인 적정4
0 193 644 300 667 30.4 203
0.05 % P 200 640 468 717 35.4 254
0.10 % P 226 657 688 827 38.3 317
피타제 적정
0 193 644 300 667 30.4 203 142 95 2.32 1.55
300 μ피타제5 202 647 312 729 33.9 247 145 105
600 μ피타제 206 661 312 735 35.8 263 159 117 2.66 1.96
900 μ피타제 224 664 338 805 38.2 308 171 137
1200 μ피타제 231 679 340 848 39.3 333 173 147 3.00 2.53
계승
1. 0 193 644 300 667 30.4 203 142 95 2.32 1.55
2. 1200 U 피타제5 231 679 340 848 39.3 333 173 147 3.00 2.53
3. DiOH-D3 610 ㎍/㎏ 223 683 326 816 39.6 324 179 147 3.52 2.87
4. 2+3 241 707 340 932 43.1 402 190 177 3.85 3.46
합동 SEM 3.3 6.7 14 0.5 7.0 4.1 4.4 0.10 0.08
1부화 후 8 일 내지 20 일 동안 4 마리의 암컷 병아리의 4 개 축사의 병아리 1 마리 당 평균을 나타내는 데이터; 평균 초기 체중은 82 g.2이용가능한 P 0.10 % 및 Ca 0.60 %가 함유된 기본 옥수수-콩 곡분 식이 (CP 23 %). 이 기본 식이에는 Mn 또는 Zn 어느 것도 보충제로서 공급되지 않았다. 이 식이는 식이 1 ㎏ 당 보충 콜레칼시페롤 1000 IU를 함유하는 (25 ㏊/㎏) 비타민 D3 과잉량에 적합하였다.3건조 중량 기준.4KH2PO4로부터의 P 등급 투여량.5미국 07054 뉴저지주 파시파니에 소재하는 바스프사로부터 얻은 피타제. 피타제 1 단위 (U)는 pH 5.5 및 37 ℃에서 소듐 피타제 1.5 밀리몰/ℓ로부터 1 분 당 무기 P 1 μ㏖을 유리시키는데 필요한 효소의 양으로 정의된다. 피타제는 1 g 당 피타제 활성 5000 U를 함유하는 프리믹스 [나투포스 (Natuphos:등록상표) 5,000 바스프사 제품]로부터 첨가하였다.6뉴저지주 누틀레이에 소재하는 호프만-라로케사 (Hoffman-LaRoche, Inc)로부터 얻은 디히드록시콜레칼시페롤 (DiOH-D3)를 프로필렌 글리콜에 용해하여 10 ㎍/㎖의 용액을 얻었다. 그 다음, 사용될 각 식이에 대한 DiOH-D3의 원하는 부피를 석유 에테르에 용해한 후, 기본 식이와 예비혼합하고, 이어서 혼합용의 완료된 식이에 첨가하였다.
인 결핍 및 칼슘 적합 식이를 공급받은 병아리의 성능 및 뼈 특성에 대한 피타제 및 1,25-디히드록시콜레칼시페롤의 효과 (실험 2)1
식이 12 일째 체중 증량 (g) 증량:사료(g/㎏) 이용가능한 P 흡수량 (㎎) 무릎관절골 데이터2
중량 (㎎) 회분 (%) 회분 (㎎) Zn (㎍/g) Zn (㎍) Mn (㎍/g) Mn (㎍/g)
1. 기본 (B)3 172 649 266 598 25.5 152 146 88 3.29 1.98
2. B+1200 μ피타제4 218 678 322 780 37.5 292 219 171 4.82 3.76
3. B+10 ㎍/㎏ DiOH-D3 5 201 686 293 698 36.1 253 199 139 5.29 3.69
4. 2+3 219 702 311 847 42.5 360 216 183 2.86 4.96
5. B+0.45 % P6 244 688 1952 959 45.3 435 189 181 3.54 3.39
합동 SEM 4.4 7.1 22 0.45 9.5 5 6 0.13 0.12
1부화 후 8 일 내지 20 일 동안 3 마리의 병아리의 4 개 축사의 병아리 1 마리 당 평균을 나타내는 데이터; 평균 초기 체중은 83 g.2무손상 좌측 무릎관절골 (건조 중량).3이용가능한 P 0.10 % 및 Ca 1.0 %가 함유된 기본 옥수수-콩 곡분 식이 (CP 23 %). 기본 식이 중 이용가능한 P만 부족하도록, 이 곡분 식이에는 Mn 및 Zn이 모두 보충제 (각각 50 ㎎/㎏)로서 공급되었다.4표 1의 각주 5 참조.5표 1의 각주 6 참조.7KH2PO4로부터 제공됨.
Zn-결핍 식이를 공급받은 병아리에서의 피타제 및 1,25 Di-OH-D3의 효능 (실험 3)1
식이2 12 일 동안 증량 (g) 무릎관절골 Zn (㎍/g) 무릎관절골 Zn (㎍/g)
1, 기본 식이 169 44.7 34.2
2. 1+1200 U 피타제 209 62.2 54.9
3. 1+10 ㎍/㎏ Di-OH-D3 201 60.3 53.1
4. 2+3 241 88.4 88.7
5. 1+ 5 ppm Zn(ZnSO4ㆍ7H2O) 210 61.5 54.2
6. 2+ 10 ppm Zn(ZnSO4ㆍ7H2O) 236 73.7 71.1
합동 SEM 8 2.7
1데이터는 각각 부화 후 8 일째에 체중이 84.5 g인 4 마리의 수컷 병아리를 포함하는 4 개 축사의 평균값이다; 스테인레스-스틸 배터리 중 12 일의 사육기간 동안 병아리에게 탈이온수를 공급하였다. 8 일 예비 시험 기간 동안 병아리들에게 저 Zn 콩 곡분 식이를 제공하였다.2Zn 13 ppm 함유 콩 농축물-덱스트로스 식이.
피테이트-인 이용을 증가시키는 1-α-히드록시콜레칼시페롤의 식이 첨가 (실험 4)1
1-α-OH-D3의 식이 수준 (㎍/㎏) 12 일 동안 체중 증량3(g) 증량:사료3(g/㎏) 무릎관절골 데이터3
중량 (㎎) 회분 (%) 회분 (㎎)
0 228b 645b 724c 33.0b 238c
10 255a 676a 917b 38.9a 356b
20 266a 681a 992a 40.5a 402a
40 255a 677a 878b 41.1a 361b
합동 SEM 3.6 6.5 21 0.75 7.6
1부화 후 8일 내지 20 일 기간 동안 4 마리의 병아리의 3 개 축사의 평균.2적합한 비타민 D-3, Ca 0.60 % 및 P 0.43 % (이용가능한 P는 0.10 %로 측정됨)를 함유하는 옥수수-콩 곡분 식이에 첨가됨 (CP 23 %).3상이한 윗첨자 컬럼에서의 평균은 유의하게 다르다 (P〈0.5).
3 가지 수준의 미생물성 피타제의 부재 또는 존재하에서 1,25-디히드록시콜레칼시페롤을 공급받은 병아리의 성능 및 골회분 (실험 5)1
식이 첨가2 체중 증량3(g) 사료 섭취량 (g) 무릎관절골 데이터3
중량 (㎎) 회분 (%) 회분 (㎎)
1. 없음 203c 314c 672c 32.94 238d
2. di-OH-D310 ㎍/㎏ 234b 338b 825b 42.2c 348c
3. 2+300 U 피타제 244a 349a,b 881a,b 42.5b,c 375b
4. 2+600 U 피타제 251a 361a 903a 43.9a,b 396a,b
5. 2+1200 U 피타제 252a 356a 886a 44.7a 396a,b
합동 SEM 3.6 4.6 20 0.5 9.0
1데이터는 부화 후 8 일 내지 20 일 기간 동안 실험 식이를 공급받은 4 마리의 암컷 병아리의 4 개 축사의 평균이다; 평균 초기 체중은 93 g이었다. 상이한 윗첨자 컬럼에서의 평균은 유의하게 다르다 (P〈0.05).2분석에 의한 결과 기본 식이 (표 1)는 P 0.43 % (이용가능한 P는 0.10 %로 측정됨), Ca 0.63 % 및 조 단백질 23 %를 함유하였다.3건조 중량 기준.
피타제 함유 및 무함유 1-α-히드록시콜레칼시페롤의 인 이용에 대한 평가1
식이 첨가 체중 증량 (g) 사료 섭취량 (g) 무릎관절골 데이터
중량 (㎎) 회분 (%) 회분 (㎎)
1. 없음 195c 306b 634c 29.1c 238d
2. 0.10 g P/100 g (KH2PO4) 239a,b 355a 801b 38.7b 348c
3. 피타제 1200 U 245a,b 356a 795b 38.5b 375b
4. 1-α-OH-D320 ㎍㎏ 235b 343a 787b 40.9a 396a,b
5. 3+4 253a 363a 897a 42.7a 396a,b
합동 SEM 5.5 6.6 18 0.7 11
1데이터는 부화 후 8 일 내지 20 일 기간 동안 실험 식이를 공급받은 4 마리의 암컷 병아리의 3 개 축사의 평균이다; 평균 초기 체중은 88 g이었다. 상이한 윗첨자 컬럼에서의 평균은 유의하게 다르다 (P〈0.05).2분석에 의한 결과 기본 옥수수-콩 곡분 식이는 P 0.43 g/100 g (이용가능한 P는 0.10 g/100 g으로 측정됨), Ca 0.63 g/100 g 및 CP 23.9 g/100 g을 함유하였다.3건조 중량 기준.

Claims (69)

  1. 무기 인 보충제를 약 0.9 중량% 미만 함유하는 식이; 및 상기 식이 중 인 이용을 위한 카르복실산의 유효량을 포함하는 동물 사료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카르복실산이 디-카르복실산 및 트리-카르복실산으로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 카르복실산이 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산 및 타르타르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 디카르복실산인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 카르복실산이 시트르산, 이소시트르산, 트랜스 아코니트산, 시스 아코니트산 및 호모 시트르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 트리-카르복실산인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 디-카르복실산의 염 및 상기 트리-카르복실산의 염이 더 포함되는 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 염이 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 칼슘 및 암모늄 염으로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 이용되는 인이 상기 식이 중 피테이트 착물 유래의 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 이용되는 인이 상기 식이 중 무기원 유래의 것인 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 카르복실산이 상기 식이 중에 건조 중량 기준으로 식이 1 ㎏ 당 약 5 g 내지 약 100 g의 양으로 혼입되는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 더 포함되는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 5 ㎍ 내지 약 40 ㎍으로 포함되는 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 식이 중 피타제가 약 300 단위 내지 약 1,200 단위로 더 포함되는 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 식이 1 ㎏ 당 피타제가 약 600 단위로 더 포함되는 조성물.
  14. 제10항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 하기 화학식으로 특정되는 조성물.
    상기 식 중,
    X1은 수소 또는 히드록시-보호기일 수 있고, X2는 히드록시 또는 보호된 히드록시일 수 있고, X3은 수소 또는 메틸일 수 있고, X4및 X5는 각각 수소를 나타내거나 또는 X4와 X5가 함께 메틸렌기를 나타내고, Z는 Y, -OY, -CH2OY, -C≡CY 및 -CH=CHY로부터 선택되고, 이중 결합은 시스 또는 트랜스 입체화학 배열일 수 있고, Y는 수소, 메틸, -CR5O 및 화학식의 기로부터 선택되고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 5의 정수를 나타내고, R1은 수소, 히드록시, 보호된-히드록시, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5-알킬로부터 선택되고, R2, R3및 R4는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5알킬로부터 선택되고, R1과 R2가 함께 옥소기 또는 알킬리덴기, =CR2R3또는 -(CH2)p기 (여기서, p는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R3과 R4가 함께 옥소기 또는 -(CH2)q기 (여기서, q는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R5는 수소, 히드록시, 보호된-히드록시 또는 C1-5알킬을 나타낸다.
  15. 제10항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α-히드록시비타민 D3인 조성물.
  16. 제10항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α,25-디히드록시비타민 D3인 조성물.
  17. 동물에게 무기 인 보충제를 약 0.9 중량% 미만 함유하는 식이를 공급하는 단계; 및 상기 식 중 인 이용을 위한 카르복실산의 유효량을 상기 식이에 공급하는 단계를 포함하는 동물 중 인의 식이 요구량을 최소화하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 카르복실산이 디-카르복실산 및 트리-카르복실산으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 카르복실산이 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산 및 타르타르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 디카르복실산인 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 카르복실산이 시트르산, 이소시트르산, 트랜스 아코니트산, 시스 아코니트산 및 호모 시트르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 트리-카르복실산인 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 디-카르복실산의 염 및 상기 트리-카르복실산의 염이 더 포함되는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 염이 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 칼슘 및 암모늄 염으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  23. 제17항에 있어서, 이용되는 인이 상기 식이 중 피테이트 착물 유래의 것인 방법.
  24. 제17항에 있어서, 이용되는 인이 상기 식이 중 무기원 유래의 것인 조성물.
  25. 제17항에 있어서, 상기 카르복실산이 상기 식이 중에 건조 중량 기준으로 식이 1 ㎏ 당 약 5 g 내지 약 100 g의 양으로 혼입되는 방법.
  26. 제17항에 있어서, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 더 포함되는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 상기 식이 상에 탑 드레싱으로서 공급되는 방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 5 ㎍ 내지 약 40 ㎍으로 포함되는 방법.
  29. 제17항에 있어서, 상기 식이 중 피타제의 유효량을 혼입하는 단계가 더 포함되는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 식이 중 상기 피타제 유효량이 약 300 단위 내지 약 1,200 단위로 포함되는 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 피타제의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 약 600 단위로 포함되는 방법.
  32. 제26항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 하기 화학식으로 특정되는 방법.
    상기 식 중,
    X1은 수소 또는 히드록시-보호기일 수 있고, X2는 히드록시 또는 보호된 히드록시일 수 있고, X3은 수소 또는 메틸일 수 있고, X4및 X5는 각각 수소를 나타내거나 또는 X4와 X5가 함께 메틸렌기를 나타내고, Z는 Y, -OY, -CH2OY, -C≡CY 및 -CH=CHY로부터 선택되고, 이중 결합은 시스 또는 트랜스 입체화학 배열일 수 있고, Y는 수소, 메틸, -CR5O 및 화학식의 기로부터 선택되고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 5의 정수를 나타내고, R1은 수소, 히드록시, 보호된-히드록시, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5-알킬로부터 선택되고, R2, R3및 R4는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5알킬로부터 선택되고, R1과 R2가 함께 옥소기 또는 알킬리덴기, =CR2R3또는 -(CH2)p기 (여기서, p는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R3과 R4가 함께 옥소기 또는 -(CH2)q기 (여기서, q는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R5는 수소, 히드록시, 보호된-히드록시 또는 C1-5알킬을 나타낸다.
  33. 제26항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α-히드록시비타민 D3인 방법.
  34. 제26항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α,25-디히드록시비타민 D3인 조성물.
  35. 바람직한 양이온이 결합된 피테이트 착물을 함유하는 식이를 포함하는 동물 사료를 제공하는 단계; 상기 식이에 카르복실산의 유효량을 혼입하여 사료 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 사료 혼합물을 동물에게 공급하는 단계를 포함하는, 동물 사료 중 피테이트 착물로부터 미네랄 이용을 강화하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 바람직한 양이온이 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아연, 철, 망간 및 인으로부터 선택되는 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 카르복실산이 디-카르복실산 및 트리-카르복실산으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  38. 제35항에 있어서, 상기 카르복실산이 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산 및 타르타르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 디카르복실산인 방법.
  39. 제35항에 있어서, 상기 카르복실산이 시트르산, 이소시트르산, 트랜스 아코니트산, 시스 아코니트산 및 호모 시트르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 트리-카르복실산인 방법.
  40. 제37항에 있어서, 상기 다-카르복실산의 염 및 상기 트리-카르복실산의 염이 더 포함되는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 염이 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 칼슘 및 암모늄 염으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  42. 제35항에 있어서, 상기 카르복실산이 상기 식이 중에 건조 중량 기준으로 식이 1 ㎏ 당 약 5 g 내지 약 100 g의 양으로 혼입되는 방법.
  43. 제35항에 있어서, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 더 포함되는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 상기 식이 상에 탑 드레싱으로서 공급되는 방법.
  45. 제43항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 5 ㎍ 내지 약 40 ㎍으로 포함되는 방법.
  46. 제35항에 있어서, 상기 식이 중 피타제의 유효량을 혼입하는 단계가 더 포함되는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 식이 중 상기 피타제의 유효량이 약 300 단위 내지 약 1,200 단위로 포함되는 방법.
  48. 제46항에 있어서, 상기 피타제의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 약 600 단위로 포함되는 방법.
  49. 제43항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 하기 화학식으로 특정되는 방법.
    상기 식 중,
    X1은 수소 또는 히드록시-보호기일 수 있고, X2는 히드록시 또는 보호된 히드록시일 수 있고, X3은 수소 또는 메틸일 수 있고, X4및 X5는 각각 수소를 나타내거나 또는 X4와 X5가 함께 메틸렌기를 나타내고, Z는 Y, -OY, -CH2OY, -C≡CY 및 -CH=CHY로부터 선택되고, 이중 결합은 시스 또는 트랜스 입체화학 배열일 수 있고, Y는 수소, 메틸, -CR5O 및 화학식의 기로부터 선택되고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 5의 정수를 나타내고, R1은 수소, 히드록시, 보호된-히드록시, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5-알킬로부터 선택되고, R2, R3및 R4는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5알킬로부터 선택되고, R1과 R2가 함께 옥소기 또는 알킬리덴기, =CR2R3또는 -(CH2)p기 (여기서, p는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R3과 R4가 함께 옥소기 또는 -(CH2)q기 (여기서, q는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R5는 수소, 히드록시, 보호된-히드록시 또는 C1-5알킬을 나타낸다.
  50. 제43항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α-히드록시비타민 D3인 방법.
  51. 제43항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α,25-디히드록시비타민 D3인 방법.
  52. 무기 미네랄 보충제를 함유하는 식이를 포함하는 동물 사료를 제공하는 단계; 상기 식이에 카르복실산의 유효량을 혼입하여 사료 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 사료 혼합물을 동물에게 공급하는 단계를 포함하는, 동물 사료 중 무기 미네랄 보충제로부터 미네랄 이용을 강화하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 무기 미네랄 보충제가 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아연, 철, 망간 및 인으로부터 선택되는 방법.
  54. 제52항에 있어서, 상기 카르복실산이 디-카르복실산 및 트리-카르복실산으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  55. 제52항에 있어서, 상기 카르복실산이 말레산, 푸마르산, 숙신산, 말산, 옥살산 및 타르타르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 디카르복실산인 방법.
  56. 제52항에 있어서, 상기 카르복실산이 시트르산, 이소시트르산, 트랜스 아코니트산, 시스 아코니트산 및 호모 시트르산으로 구성된 군으로부터 선택되는 트리-카르복실산인 방법.
  57. 제54항에 있어서, 상기 디-카르복실산의 염 및 상기 트리-카르복실산의 염이 더 포함되는 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 염이 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 칼슘 및 암모늄 염으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  59. 제52항에 있어서, 상기 카르복실산이 상기 식이 중에 건조 중량 기준으로 식이 1 ㎏ 당 약 5 g 내지 약 100 g의 양으로 혼입되는 방법.
  60. 제52항에 있어서, 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 더 포함되는 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 상기 식이 상에 탑 드레싱으로서 공급되는 방법.
  62. 제60항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 5 ㎍ 내지 약 40 ㎍으로 포함되는 방법.
  63. 제52항에 있어서, 상기 식이 중 피타제의 유효량을 혼입하는 단계가 더 포함되는 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 식이 중 상기 피타제의 유효량이 약 300 단위 내지 약 1,200 단위로 포함되는 방법.
  65. 제63항에 있어서, 상기 피타제의 유효량이 식이 1 ㎏ 당 약 600 단위로 포함되는 방법.
  66. 제60항에 있어서, 상기 1α-히드록실화 비타민 D 화합물이 하기 화학식으로 특정되는 방법.
    상기 식 중,
    X1은 수소 또는 히드록시-보호기일 수 있고, X2는 히드록시 또는 보호된 히드록시일 수 있고, X3은 수소 또는 메틸일 수 있고, X4및 X5는 각각 수소를 나타내거나 또는 X4와 X5가 함께 메틸렌기를 나타내고, Z는 Y, -OY, -CH2OY, -C≡CY 및 -CH=CHY로부터 선택되고, 이중 결합은 시스 또는 트랜스 입체화학 배열일 수 있고, Y는 수소, 메틸, -CR5O 및 화학식의 기로부터 선택되고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 5의 정수를 나타내고, R1은 수소, 히드록시, 보호된-히드록시, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5-알킬로부터 선택되고, R2, R3및 R4는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 트리플루오로메틸 및 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 임의로는 히드록시 또는 보호된-히드록시 치환기를 포함하는 C1-5알킬로부터 선택되고, R1과 R2가 함께 옥소기 또는 알킬리덴기, =CR2R3또는 -(CH2)p기 (여기서, p는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R3과 R4가 함께 옥소기 또는 -(CH2)q기 (여기서, q는 2 내지 5의 정수임)를 나타내고, R5는 수소, 히드록시, 보호된-히드록시 또는 C1-5알킬을 나타낸다.
  67. 제60항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α-히드록시비타민 D3인 방법.
  68. 제60항에 있어서, 비타민 D 화합물이 1α,25-디히드록시비타민 D3인 방법.
  69. 제52항에 있어서, 무기 미네랄 보충제가 인이며, 인산 모노칼슘, 인산 이칼슘, 탈불소화 인산염 또는 그의 혼합물에 의해 제공되는 방법.
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