KR20020043078A - Oligosaccharide and Probiotics Complex - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합생균제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주성분으로 올리고당과 락토바실러스속 미생물(Lactobacillusgroup), 비피도박테리아속 미생물(Bifidobacteriumgroup), 스트렙토코커스 살리바리어스 아속 더머필러스(Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus) 및 상기 주성분 외에 수종의 첨가물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 올리고당이 포함된 복합생균제에 관한 것이다.The present invention relates to a complex probiotic, more specifically, oligosaccharides and Lactobacillus microorganisms ( Lactobacillus group), Bifidobacterium group ( Bifidobacterium group), Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus ) and oligosaccharides, characterized in that the addition of several additives in addition to the main component.
최근 산업문명의 발달로 인한 인스턴트식품의 과대 섭취로 인한 소화장애와 질병 및 과중한 업무량으로 인한 스트레스성 소화기능장애로 인하여 장내 세균총의 정상적 유지가 어렵고 영양소의 소화율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.Recently, due to digestive disorders caused by excessive intake of instant foods due to the development of industrial civilization, and stressful digestive dysfunction due to diseases and heavy workload, it is difficult to maintain the intestinal flora total and the digestibility of nutrients rapidly decreases.
따라서, 본 발명은 올리고당이 포함된 복합생균제를 개발하여 현대인의 건강증진을 도모하고자 한다.Therefore, the present invention seeks to promote the health of modern people by developing complex probiotics containing oligosaccharides.
그런데, 종래의 생균제(probiotics)는 일부 특정 단일제이거나 아직 효과가 입증되지 않은 생균제 또는 프리바이오틱(prebiotics)이 사용된 것이 일반적이었다. 따라서, 종래 생균제 및 프리바이오틱에 대한 연구보고를 이하에서 구체적으로기술하겠다.By the way, conventional probiotics (generally probiotics) were some specific single agents or probiotics or prebiotics that have not yet been proved to be used. Therefore, research reports on conventional probiotics and prebiotics will be described in detail below.
생균제(probiotics)는 적절한 양을 섭취할 경우에 건강증진 효과를 주는 살아있는 미생물로 정의된 바 있으며(Guarner와 Schaafsma, 1988), 이 개념은 불가리아 시골사람들의 긴 수명이 발효유를 섭취하는 데서 기인한다고 제안하여 노벨상을 수상한 러시아인 과학자 메치니코프(Metchnikoff, 1908)의 이론에서 발전된 것이다.Probiotics have been defined as living microorganisms that have a health-promoting effect when consumed in an adequate amount (Guarner and Schaafsma, 1988), suggesting that the longevity of Bulgarian rural people is due to the consumption of fermented milk. It was developed from the theory of the Nobel Prize-winning Russian scientist Mechnikoff (1908).
생균제가 인간의 건강을 증진하는 효과에 대한 작용기작은 샌더스(Sanders, 2000)에 의해 다음과 같이 여러 가지로 제안되었다.The mechanism of action of probiotics for improving human health has been proposed by Sanders (2000) as follows.
생균제의 기능에 대한 작용기작은 ① 항미생물적 활성, ② 유해미생물의 군락형성을 억제, ③ 면역효과(보조효과, 사이토킨 분비, IgA의 분비), 말초혈관 백혈구에 의한 포식현상(phagocytosis) 촉진, ④ 항돌연변이 효과, ⑤ 효소활성에 영향, ⑥ 효소의 운반에 효과, 등이 있다는 연구결과를 발표한 바 있다.The mechanism of action on probiotic function is ① antimicrobial activity, ② inhibits colonization of harmful microorganisms, ③ immune effects (adjuvant effect, cytokine secretion, IgA secretion), promotes phagocytosis by peripheral vascular leukocytes, ④ It has been reported that there are antimutagenic effects, ⑤ effect on enzyme activity, ⑥ effect on enzyme transport, and so on.
또한, 생균제의 사용효과는 동물에서 많은 경우에 입증되었다. 다음 표 1에서는 생균제의 사용효과가 나타난 연구결과들을 축종 별로 분류하여 정리하였다.In addition, the use of probiotics has been demonstrated in many cases in animals. In the following Table 1, the results of the study on the use of probiotics were sorted by breeder.
어린 돼지에게 있어서 이유는 매우 큰 스트레스를 유발하는데 이때 사료에 락토바실러스(lactobacillus)를 첨가해 주면 성장촉진 효과가 나타나며, 장내 세균총이 균형을 유지하게 된다. 그러나 장내 세균이 정착상태에 있는 육성, 비육돈에게는 이러한 효과가 거의 나타나지 않는다. 스미드와 존스(Smith와 Jones, 1963)는 생균제의 첨가가 장내 또는 분 중에 세균총의 변화를 유발한다고 했는데 그 실험의 일환으로 돼지에게 유산균이 함유된 우유를 기초사료와 함께 먹인 결과 장내의 대장균 수가 감소하고 유산균 수가 증가하여 성장율과 사료효율이 크게 개선된다고 했다. 또한 생균제가 돼지에 있어서 영양소의 이용율을 증진시킨다는 보고도 있다. 콜링턴 등(Collington 등, 1988)은 생균제가 이유자돈에 있어서 성장과 사료효율을 개선할 뿐만 아니라 락토오스(lactose)의 활성을 높인다고 했으며, 뉴만 등(Newman 등, 1988)은 락토바실러스 파시엄(Lactobacillus faecium)은 리진(lysine)을 분비하여 리진(lysine)의 공급량이 부족한 육성돈에 있어서 성장율을 개선시킨다고 했고, 한편 건강한 돼지에게 락토바실러스(lactobacillus)를 급여하면 칼슘의 흡수량이 증가된다고 했다. 한 등 (1982)은 스트렙토코커스 파시엄(S. faecium)을 가지고 육성 비육돈에서 실험한 결과 육성돈의 경우 증체율에 있어서 생균제 첨가구가 대조구에 비해서 7.3%, 비육돈의 경우 13.7%가 개선되었으며, 사료효율은 각각 8.65%, 9.1%가 개선되었고 조단백질 소화율 및 질소축적률도 향상된다고 했다. 한 등 (1984a)은 이유자돈에 클로스트리디엄 부티리컴(Cl. butyricum)을 첨가한 실험에서 일당증체량은 17%, 사료효율은 3.8% 개선된다고 하였다. 돼지에 대한 생균제 첨가 실험들에 의하면 일당증체량은 3∼15%, 사료효율은 4∼49% 개선되는데 특히 어린 돼지에서 더 큰 효과를 나타낸다.For young pigs, the reason for this is very stressful, and the addition of lactobacillus to the feed produces a growth-promoting effect, and the intestinal flora is balanced. However, this effect is hardly seen in the growing and finishing pigs in which the intestinal bacteria are settled. Smith and Jones (1963) reported that the addition of probiotics caused changes in the total flora in the intestine or minutes. As part of the experiment, feeding pigs with lactobacillus-containing milk with basic feed reduced the number of E. coli bacteria in the intestine. The increase in the number of lactic acid bacteria greatly improved the growth rate and feed efficiency. It has also been reported that probiotics enhance the utilization of nutrients in pigs. Collington et al. (1988) reported that probiotics not only improved growth and feed efficiency in weaning pigs, but also increased lactose activity, and Newman et al. (1988) reported Lactobacillus faecium. ) Secreted lysine to improve growth rate in growing pigs that lack lysine, while feeding lactobacillus to healthy pigs increased calcium absorption. Han et al. (1982) showed that S. faecium was tested in growing hog pigs for cultivation pigs, which showed 7.3% more probiotics and 13.7% for hog pigs. Improved 8.65% and 9.1%, respectively, and crude protein digestibility and nitrogen accumulation increased. Han et al. (1984a) found that the daily weight gain was 17% and feed efficiency was improved by 3.8% in the experiments with Clostridium butyricum added to weaning piglets. Experiments with the addition of probiotics in pigs showed a 3-15% daily gain and 4-49% feed efficiency, especially in young pigs.
가금에 대한 생균제의 첨가효과는 대부분이 장내 세균총의 구성이나 변화에 대한 결과와 함께 발표되었는데 그 이유는 증체율이나 사료효율 개선효과가 장내 세균총의 변화와 관계되어 있기 때문이다. 건강한 동물의 장은 산을 생산하는 박테리아가 주종을 이루고 있는데, 이러한 균형은 스트레스, 질병, 항생제 치료 등으로 인해 깨어질 수 있다. 일반적으로 육계사료에 첨가되는 생균제의 균주는 소낭의 상피세포에 부착하여 집락형성을 잘 할 수 있는 것이라야 하는데, 그 이유는 가금의 소화기관이 소낭에서 시작되기 때문에 이곳을 통과한 사료가 균주와 함께 하부장기로 이행하여 전체 장관에서 병원성 세균의 증식을 막아 줄 수 있기 때문이다. 터투에로(Turtuero, 1973)는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 어린 병아리에게 급여하였더니 생균제 첨가구는 증체율과 사료효율이 항생제 첨가구와 비슷하게 개선되었으며, 이때 장내 대장균(E. coli)의 수는 현저히 감소되었다고 한다. 한편 한 등 (1984c)의 연구결과에 따르면 육계사료에 락토바실러스 스포로젠(Lactobacillus sporogens)을 첨가했을 때 증체율과 사료효율이 크게 개선되었으며, 스태필로코커스속(Staphylococci)이나 콜라이폼(Coliform)과 같은 병원성 미생물의 수와 암모니아의 농도가 감소한다고 하였다.Most of the effects of adding probiotics to poultry have been published with the results on the composition and changes of the intestinal flora, because the gain rate and feed efficiency improvement are related to the change of intestinal flora. The gut of healthy animals is dominated by acid-producing bacteria, which can be broken by stress, disease, and antibiotic treatment. In general, the strains of probiotics added to broiler feed should be able to adhere to the epithelial cells of the vesicles so that they can colonize well, because the poultry's digestive system begins in the vesicles. This is because the transition to the lower organs can prevent the growth of pathogenic bacteria in the entire intestine. To the teotu (Turtuero, 1973) is Lactobacillus ash was made also benefit the young chick's filler (Lactobacillus acidophilus) was added probiotics growth rate and feed efficiency is improved similarly phrase sphere and antibiotics, where the intestinal Escherichia coli (E. coli) The number is said to be significantly reduced. Han et al. (1984c) found that the addition of Lactobacillus sporogens to broiler feeds significantly improved the weight gain and feed efficiency, and led to staphylococci and coliforms. The number of pathogenic microorganisms and the concentration of ammonia are said to decrease.
한 등 (1984b,c)은 육계사료에 0.05%의 클로스트리디엄 부티리컴(Cl. butyricum)을 첨가하면 증체량이 6.2%, 사료효율은 6.4% 개선되었고, 락토바실러스 스포로젠(L. sporogenes)을 첨가해주면 증체량은 6.2%, 사료효율은 6.4% 증가한다고 보고하였다. 류 등 (1994)이 산란계 사료(62주)에 0.05%의 젖산균을 첨가할 경우 산란율은 1.28% 증가하고, 사료효율은 1.4% 개선되었다고 한다.Han et al. (1984b, c) found that the addition of 0.05% Clostridium butyricum to broiler feed improved 6.2% in weight gain and 6.4% in feed efficiency, and improved L. sporogenes . When added, the weight gain increased by 6.2% and the feed efficiency increased by 6.4%. Liu et al. (1994) reported that when 0.05% of lactic acid bacteria were added to laying hens' feed (62 weeks), egg production increased by 1.28% and feed efficiency improved by 1.4%.
노 등 (1994)은 이스라엘 잉어에 대한 연구에서 사료에 젖산균을 0.5% 첨가해 주면 일당 증체량과 사료효율이 각각 23.7%, 19.4% 크게 개선되었으며 질소배설량은 11.3% 감소한다고 보고하였다.(1994) reported that adding 0.5% lactic acid bacteria in feed for Israeli carp significantly improved daily gain and feed efficiency by 23.7% and 19.4%, respectively, and decreased nitrogen excretion by 11.3%.
인간에 있어서 일반적으로 이용되는 생균제는 락토바실러스속(lactobacilli) 미생물에 속하는 락토바실러스 애시도필러스(Latobacillus acidophilus),락토바실러스 캐세이(L. casei), 락토바실러스 델브루에키(L. delbruekii)이며, 한 종만 쓰이거나 혹은 다른 종과 복합 배양하여 쓰이기도 한다. 생균제로 사용되는 다른 미생물속으로는 비피도박테리아속(bifidobacteria) 미생물에 속하는 비피도박테리아 아돌센티스(Bifidobacterium adolescentis), 비피도박테리아 비피덤(B. bifidum), 비피도박테리아 롱검(B. longum), 비피도박테리아 인팬티스(B. infantis)와 스트렙토코커스속(streptococci) 미생물에 속하는 스트렙토코커스 살리바리어스 아종 더머필러스(Streptococcus salivarius subsp. thermophilus), 스트렙토코커스 락티스(S. lactis)가 있다(Gibson과 Roberfroid, 1995). 이들 생균제는 수많은 생의학적 상태에 대해 긍정적 영향을 줄 것이라는 가설이 있었는데, 고댕과 고박(Gordin과 Gorbach, 1992)이 생균제의 효과들을 정리한 바에 의하면 생균제는 설사, 변비를 막으며, 대장염, 위장염을 예방하고, 유해 미생물의 우점을 막고, 콜레스테롤 수준을 저하시키는 등의 긍정적인 생리적 역할을 한다는 것이다.And Lactobacillus ash FIG filler's (Latobacillus acidophilus), Lactobacillus Cathay (L. casei), Lactobacillus del Brewer station (L. delbruekii) Probiotics are commonly used are microorganisms belonging to the genus Lactobacillus (lactobacilli) in humans, Only one species may be used or in combination with another species. Other microorganisms used as probiotics include Bifidobacterium adolescentis , B. bifidum , B. longum , B. longum , which belongs to the Bifidobacteria microorganism. Streptococcus salivarius subsp.thermophilus belonging to the B. infantis and Streptococci microorganisms, and Streptococcus lactis ( S. lactis ) Gibson and Roberfroid, 1995). It has been hypothesized that these probiotics will have a positive effect on numerous biomedical conditions.Goldin and Gobach (Gordin and Gorbach, 1992) summarize the effects of probiotics, which prevent them from diarrhea and constipation. It plays a positive physiological role in preventing, preventing the dominance of harmful microorganisms and lowering cholesterol levels.
상술한 내용에 의하면 생균제에 대한 연구보고는 상당히 진척되어 많은 실험자료가 있으나, 아직까지 프리바이오틱에 대한 연구는 미천한 상태이다. 이하에서 최근에 대두된 바 있는 프리바이오틱(prebiotics)에 대하여 상술하면 다음과 같다.According to the above, the report on the probiotics has progressed considerably, and there are many experimental data. However, the research on prebiotics is still poor. Hereinafter, the prebiotics, which have recently emerged, will be described in detail.
깁슨과 로버프로이드(Gibson과 Roberfroid, 1995)에 의하면 프리바이오틱(prebiotics)은 "소화되지 않는 식품의 성분으로 대장내의 제한된 종의 미생물의 성장이나 활성을 선택적으로 촉진하여 숙주의 건강을 높이는 것"이다. 식품의 성분에서 프리바이오틱으로 분류되기 위해서는 1) 소화기의 상부에서 분해되거나 흡수되지 않고, 2) 대장 내에 살고 있는 하나 혹은 제한된 수의 유익한 미생물의 성장이나 대사를 촉진해야 하며, 3) 결과적으로 장내 미생물이 더욱 건강한 군락을 이룰 수 있도록 하고, 4) 장관이나 신체 전체에 유익한 영향을 미쳐서 숙주의 건강을 증진해야 한다.According to Gibson and Roberfroid (Gibson and 1995), prebiotics are "undigested food ingredients, which selectively promote the growth or activity of microorganisms of limited species in the large intestine, thereby enhancing the health of the host." to be. To be classified as a prebiotic in food ingredients, it must: 1) not degrade or absorb at the top of the digestive system, 2) promote the growth or metabolism of one or a limited number of beneficial microorganisms living in the large intestine, and 3) consequently, intestinal The microorganisms should be able to achieve a healthier colony, and 4) promote the health of the host by having a beneficial effect on the intestinal tract and the entire body.
식품의 성분 중에서 프리바이오틱에 해당되는 것은 소화되지 않는 탄수화물(올리고당, 다당류), 몇 종의 펩타이드와 단백질, 지방(에테르, 에스테르)이다. 이 성분들은 이러한 구조적 특성 때문에 상부 소화기관에서 소화효소에 의해 분해되거나 흡수되지 않는다. 이러한 성분들은 "대장성 식품"으로 부를 수 있다. 즉, 대장으로 들어가서 내재성 장내 미생물을 위한 기질로 작용하여, 간접적으로 숙주에 에너지, 대사기질, 필수 미생물 영양소를 공급하는 것이다(Gibson과 Roberfroid, 1995).Among the food ingredients, prebiotics are indigestible carbohydrates (oligosaccharides, polysaccharides), several peptides and proteins, and fats (ethers, esters). These constituents are not degraded or absorbed by digestive enzymes in the upper digestive tract because of these structural properties. These ingredients may be referred to as "colon foods". In other words, it enters the large intestine and acts as a substrate for endogenous intestinal microorganisms, indirectly supplying the host with energy, metabolic substrates, and essential microbial nutrients (Gibson and Roberfroid, 1995).
대장성 식품 중에서 소화되지 않는 탄수화물은 자연적으로 앞에서 정의된 프리바이오틱의 기준을 충족시킨다. 우유나 식물에 있는 단백질이나 펩타이드의 경우에는 부분적으로 소화되지 않고 주로 칼슘이나 철과 같은 양이온의 장내 흡수를 돕고 면역기능을 촉진해서 유익한 효과를 가진다. 오히려 혐기적 단백질 분해는 주로 유해한 화합물인 암모니아, 아민을 만들어내며, 소화되지 않는 지질의 경우에는 장내 미생물의 대사와 관련해서 잘 알려지지 않았다(Macfarlane과 Cummings, 1991).Indigestible carbohydrates in colorectal foods naturally meet the prebiotic criteria defined above. In the case of proteins or peptides in milk or plants, they are not partially digested but mainly have a beneficial effect by helping the intestinal absorption of cations such as calcium and iron and promoting immune function. Rather, anaerobic proteolysis produces mainly the harmful compounds ammonia and amines, and indigestible lipids are not well known for the metabolism of intestinal microflora (Macfarlane and Cummings, 1991).
깁슨과 왕(Wang과 Gibson, 1993)에 의하면, 소화되지 않는 탄수화물의 경우에는 저항전분(resistant starch), 비전분성 다당류(non-starch polysaccharides), 불소화성 올리고당(nondigestible oligosaccharides) 중의 대부분이 대장발효의 과정에 참여하지만 불특정적인 경향이 있어서 인간에게 이로운 미생물과 해로운 미생물 모두의 성장을 촉진한다. 결과적으로 이들 탄수화물은 락토바실러스속(lactobacilli)나 비피도박테리아속(bifidobacteria)과 같은 유리한미생물에 제한적으로 작용하는 대사적 선택성이 결여된 것이다.According to Gibson and Wang (1993), most of the resistant starch, non-starch polysaccharides, and nondigestible oligosaccharides in the case of indigestible carbohydrates were found in Participate in the process but have an unspecified tendency to promote the growth of both beneficial and harmful microbes to humans. As a result, these carbohydrates lack the metabolic selectivity that limits them to beneficial microorganisms such as lactobacilli and bifidobacteria.
앞에 설명된 바와 같이 대장성 식품 중에서도 프리바이오틱의 요건을 충족시키는 것은 그리 많지 않은데 락툴로오스(lactulose)의 경우에는 40여년 전에 어린이의 분유제조에 사용하여 어린이의 장에 있는 락토바실러스속(latobacilli) 미생물의 수를 늘이려 하였으나(MacGillivary 등, 1959), 이 미생물에 효과적으로 작용하는 지는 아직 확인되지 않았다. 최근 연구결과에 따르면 프럭토올리고당(fructo oligosaccharides)은 어른의 분에서 비피도박테리아속(bifidobacteria) 미생물의 수가 많이 나오도록 하는 결과를 보였으며(Gibson 등, 1995; Buddington 등, 1996; Gibson, 1999; Bouhnik 등, 1999), 갈락토올리고당(galacto oligosaccharides)은 쥐에게 급여하였을 때에 유사한 결과를 보였다고 한다(Rowland와 Tanaka, 1993).As mentioned earlier, not many of the colonic foods meet the requirements of prebiotics. In the case of lactulose, lactobacilli in the children's intestine was used for the manufacture of infant formula forty years ago. Attempts have been made to increase the number of microorganisms (MacGillivary et al., 1959). Recent studies have shown that fructo oligosaccharides increase the number of bifidobacteria microorganisms in adults (Gibson et al., 1995; Buddington et al., 1996; Gibson, 1999; Bouhnik et al., 1999), and galacto oligosaccharides showed similar results when fed to rats (Rowland and Tanaka, 1993).
상술한 프리바이오틱과 관련한 올리고당을 이하에서 보다 구체적으로 설명하면, 개발하고자 하는 복합생균제의 주요 구성물질인 올리고당 중 특히 프럭토올리고당, 만난올리고당 등이 장내 미생물과 관련하여 많은 관심을 끌고 있다.The oligosaccharides related to the above-described prebiotics will be described in more detail below. Among the oligosaccharides, which are the major constituents of the complex probiotic, to be developed, especially fructooligosaccharides, met oligosaccharides, and the like are attracting much attention in relation to the intestinal microorganisms.
프럭토올리고당은 글루코오스에 2, 3 혹은 4개의 프럭토오스가 결합되어 있으며, 프럭토오스간의 결합은 β(1→2)로 이루어져 있다(화학식 1). 히다카 등(Hidaka 등, 1986)은 프럭토올리고당이 장내 세균총의 활성을 높인다고 하였으며, 오타 등(Ohta 등, 1996)은 광물질의 흡수에도 영향을 미친다고 보고하였다. 이외에도 프럭토올리고당이 비피도박테리아와 같이 장내 유익한 미생물의 수를 증시시킨다는 보고가 많이 있다(Buddington 등, 1996; Gibson, 1999; Bouhnik 등, 1999).Fructo-oligosaccharide has 2, 3 or 4 fructose bound to glucose, and the binding between fructose is composed of β (1 → 2) (Formula 1). Hidaka et al. (1986) reported that fructooligosaccharides increased the intestinal bacterial flora, and Ota et al. (Ohta et al., 1996) reported that they also influence the absorption of minerals. In addition, there are many reports that fructooligosaccharides exhibit a number of beneficial microorganisms, such as Bifidobacteria (Buddington et al., 1996; Gibson, 1999; Bouhnik et al., 1999).
만난올리고당(mannanoligosaccharide)은 효모의 세포벽에서 분리된 탄수화물이다. 많은 보고들에 의하면 만난올리고당은 동물의 성장 및 면역에 효과가 있다고 한다. 또한 구조적으로 만난올리고당의 1차 탄수화물인 D-만노즈는 대부분의 세포벽에 존재하며, 대장균, 살모넬라와 같은 특정 미생물의 세포표면 결합 수용체로 작용한다(Ofek와 Sharon, 1990; Baba 등, 1993). 새비지와 자카레제브스카(Savage와 Zakrezewska, 1996)는 효모의 세포벽으로부터 분리된 만난올리고당이 칠면조의 면역을 증강시킨다고 하였으며, 맥도날드(MacDornald, 1996)의 보고에서도 만난올리고당이 육계의 폐사율을 낮춘다고 보고하였다. 아직 정확한 작용기작이 밝혀지지는 않았지만 만난올리고당은 방어적 면역반응을 강화하며, 동물의 성장에 유익한 영향을 미친다(Cotter, 1997). 만난올리고당은 체액성 및 세포성 면역반응을 촉진한다. 또한, 만난올리고당을 첨가할 경우 소장 및 혈청 내 IgG의 수준이 높아졌으며, 소장의 림프구 수와 백혈구의 탐식능력이 높아진다고 하였다(Spring과 Privulescu, 1998).Mannanoligosaccharides are carbohydrates isolated from the cell walls of yeast. Many reports have found that oligosaccharides are effective in the growth and immunity of animals. The structurally met oligosaccharide primary carbohydrate, D-mannose, is present in most cell walls and acts as a cell surface binding receptor for certain microorganisms such as Escherichia coli and Salmonella (Ofek and Sharon, 1990; Baba et al., 1993). Savage and Zakrezewska (1996) reported that met oligosaccharides isolated from the cell walls of yeast enhance turkey immunity, and MacDornald (1996) reported that met oligosaccharides lowered mortality in broilers. It was. Although the exact mechanism of action has not yet been established, met oligosaccharides enhance protective immune responses and have a beneficial effect on animal growth (Cotter, 1997). Met oligosaccharides promote humoral and cellular immune responses. The addition of met oligosaccharides increased IgG levels in the small intestine and serum, and increased lymphocyte count and white blood cell phagocytosis in the small intestine (Spring and Privulescu, 1998).
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 단일 생균제나 단일 프리바이오틱 등과는 달리 프리바이오틱에 속하는 올리고당과 이미 효과가 검증된 생균제의 복합제제를 안출하여, 건강증진과 수명연장에 탁월한 효과가 있는 건강식품보조제, 즉 신기능 복합생균제를 개발하여 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a combination of oligosaccharides belonging to a prebiotic and a probiotic that has already been proven to be effective, unlike the conventional single probiotics or single prebiotics described above. The purpose is to develop and provide food supplements, that is, new functional probiotics.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above technical problem,
올리고당과 락토바실러스속 미생물(Lactobacillus), 비피도박테리아속 미생물(Bifidobacterium), 스트렙토코커스 살리바리어스 아종더머필러스(Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus) 및 상기 주성분 외에 첨가물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 올리고당이 포함된 복합생균제에 관한 것이다.Oligosaccharides and Lactobacillus microorganisms ( Lactobacillus ), Bifidobacterium microorganisms ( Bifidobacterium ), Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus and oligosaccharides characterized in that the additive is added in addition to the main component To a combined probiotic.
본 발명의 구성을 보다 구체적으로 기술하면,In more detail, the configuration of the present invention,
상기 올리고당은 프럭토올리고당인 것을 특징으로 하고, 상기 락토바실러스속 미생물은 락토바실러스 람노서스 A(L.rhamnosus A), 락토바실러스 람노서스 B(L.rhamnosus B), 락토바실러스 애시도필러스(L.acidophilus), 락토바실러스 델브루에키(L.delbrueckii), 락토바실러스 불가리쿠스(L.bulgaricus) 중 1종 또는 2종 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 비피도박테리아속 미생물(Bifidobacteriumgroup)은 비피도박테리아 롱검(B.longum), 비피도박테리아 브레브(B.breve) 중 1 또는 2개의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The oligosaccharide is characterized in that the fructooligosaccharide, the Lactobacillus genus microorganisms are Lactobacillus rhamnosus A ( L.rhamnosus A ), Lactobacillus rhamnosus B ( L.rhamnosus B ), Lactobacillus ashdophyllus ( L acidophilus ), Lactobacillus delbrueckii ( L.delbrueckii ), Lactobacillus Bulgaricus ( L.bulgaricus ), characterized in that consisting of one or two or more combinations, the Bifidobacterium microorganisms ( Bifidobacterium group) is Bifidobacteria long gum ( B. longum ), Bifidobacteria is characterized in that consisting of one or two combinations of Bre ( B.breve ).
본 발명을 실시예와 실험연구 도표를 이용하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail using examples and experimental study charts as follows.
먼저 본 발명의 실시예에서는, 올리고당을 첨가한 복합생균제의 첨가효과를 조사하기 위하여 평균 체중 91g되는 흰쥐 28마리를 공시하여 사육 시험을 3주간 동안 실시하였다. 완전임의배치법에 의해 시험구를 배치하였다. 시험사료는 표 2에서 보는 바와 같이 일반 원료 사료를 이용하여 배합하였으며, 시험 시작 후 첫 1주(phase Ⅰ)동안 조단백질 및 대사에너지 함량은 각각 19%와 3,176㎉/㎏이었으며, 2∼3주(phase Ⅱ) 동안에는 조단백질 및 대사에너지 함량이 각각 16% 및 3,170㎉/㎏이었다. 개발코자하는 복합생균제의 급여량은 실험전기 1주동안은 1.76%였고실험후기 2∼3주동안은 3.0%로 하였다.First, in the embodiment of the present invention, in order to investigate the effect of the addition of the oligosaccharide-containing complex probiotics, 28 rats having an average weight of 91 g were disclosed for three weeks. Test fixtures were placed by a full random placement method. Test feeds were formulated using normal feed as shown in Table 2, and crude protein and metabolic energy contents were 19% and 3,176 ㎉ / ㎏, respectively, during the first 1 week (phase I) after the start of the test. During phase II), crude protein and metabolic energy contents were 16% and 3,170 mA / kg, respectively. The feeding rate of the complex probiotics to be developed was 1.76% during the first week of the experiment and 3.0% during the second to three weeks.
표 3은 개발코자하는 복합생균제의 성분내역(formula)이다. 이 복합생균제 5.0g당 락토바실러스속 미생물(Lactobacillus group) 및 비피도박테리아속 미생물(Bifidobacterium group)이 각각 25억, 20억이 함유되었으며, 스트렙토코커스 살리바리어스 아종 더머필러스(Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus)도 4억이 함유되었으며, 올리고당(oligosaccharide)은 500㎎이 들어 있다.Table 3 shows the formulas of the complex probiotics to be developed. Each 5.0 g of the combined probiotic contains 2.5 billion and 2 billion Lactobacillus and Bifidobacterium groups, and Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus ) Contains 400 million, oligosaccharides (500 mg).
사양 시험 종료일에 대조구 및 시험구에서 각각 3마리의 쥐에서 혈액을 채취하였으며, 처리당 3마리의 쥐를 도살하여 장내 소화효소, 장내 형태, 장기 무게 및 대장 내 미생물수를 측정하기 위하여 위, 간, 췌장, 소장 및 대장을 채취하였다.At the end of the specification test, blood was collected from each of the three rats from the control and test zones, and three rats were treated per treatment to determine intestinal digestive enzymes, intestinal morphology, organ weight, and colonic microbial count. , Pancreas, small intestine and colon were collected.
시험동물 사육실의 환경온도는 평균 22±1℃, 상대습도는 65±5%로 유지하고, 명암은 12시간 주기(08:00∼20:00)로 조절하였다. 물과 사료는 전 시험기간 자유급여하였다. 시험 종료 7일전에 각 처리구당 3반복을 대사케이지에 배치한 후 대사케이지 적응에 필요한 4일간의 예비기간을 거쳐 3일간 분을 수집하여 이물질을 제거하고 총중량을 측정하였다. 수집한 분은 냉동건조시켜 분쇄한 후 분석시까지 냉동보관하였다가 AOAC(1990)법에 따라 일반성분을 분석하였다. 뇨는 시료 수집시 용량을 재고 시료의 변질을 막기 위하여 0.1% HCl로 씻어내려 수집한 후 분석시까지 -20℃에서 냉동보관하였으며, 질소축적률은 섭취한 질소에서 분, 뇨로 배출된 질소를 뺀 값으로 계산하였다.The environmental temperature of the test animal breeding room was maintained at an average of 22 ± 1 ℃, relative humidity of 65 ± 5%, and the contrast was adjusted by a 12 hour cycle (08:00 ~ 20:00). Water and feed were freely provided for the entire test period. Seven days before the end of the test, three repetitions of each treatment were placed in a metabolic cage, and then, after four days of preliminary periods required for metabolic cage adaptation, foreign matter was collected for three days to remove foreign substances and the total weight was measured. Collected minutes were lyophilized and crushed and stored frozen until analysis, and the general components were analyzed according to the AOAC (1990) method. Urine was collected at the time of sample collection, washed with 0.1% HCl to prevent deterioration of the sample, and stored at -20 ℃ until analysis. Nitrogen accumulation rate was subtracted from intake of nitrogen and discharged from urine. Calculated by value.
위, 췌장, 소장은 개복, 적출한 후 장기에 부착되어 있는 지방을 깨끗이 제거하고, 생리 식염수(0.9% NaCl)로 씻어 혈액을 제거하고 여과지로 물기를 제거한후 무게 및 길이를 측정하였다.The stomach, pancreas and small intestine were opened and removed, and the fat attached to the organs was removed cleanly, washed with physiological saline (0.9% NaCl) to remove blood, and drained with filter paper, and then weighed and measured.
소장내 락타아제, 말타아제, 수크라아제의 활성은 달퀴비스트(Dahlqvist)법에 의해 측정하였으며, 이당류 분해효소의 활성은 특수 활성도(specific activity, units of activity/protein g)로서 나타내고 효소액의 단백질 함량은 소의 혈청알부민(bovine serum albumin)을 표준물질로 사용하여 로워리(Lowry)법에 의해 정량하였다.The activity of lactase, maltase and sucrase in the small intestine was measured by Dahlqvist method, and the activity of disaccharide degrading enzyme was expressed as specific activity (unit of activity / protein g) and the protein content of enzyme solution was Bovine serum albumin was used as a standard and quantified by the Lowry method.
소장의 융모높이와 융와깊이는 플러스크(Pluske)방법을 응용하여 내용물을 제거한 소장을 세 부위로 절단(십이지장, 공장, 회장 말단)한 후 10% 인산 완충 포르말린(phosphate-buffer formalin)(pH 7.4)에 10일 정도 고정한 후 광학현미경으로 관찰하였다.The small intestine's villi and choroidal depth are applied to the Pluske method, and the small intestine is excised from three parts (duodenum, jejunum, ileum) and 10% phosphate-buffer formalin (pH 7.4). ) Was fixed for 10 days and observed with an optical microscope.
장내 미생물 분석은 0.1% 펩톤수에 대장내용물을 넣어 일정한 비율로 희석한 후 희석액을 장내세균 카운트 플레이트 페트리필름(Entero Bacteriaceae Count Plate Petrifilm), 대장균 카운트 플레이트 페트리필름(E. Coli Count Plate Petrifilm)(Microbiology Products 3M Health Care, USA; AOAC, 1995)에 1㎖를 접종하여 장내세균은 35℃에서 24시간, 대장균(E. Coli)은 35℃에서 48시간동안 배양하여 군락수를 계수하였다.Intestinal microbial analysis was performed by diluting the contents of the colon in 0.1% peptone water and diluting them at a constant rate. Products 3M Health Care, USA; AOAC, 1995) was inoculated with intestinal bacteria for 24 hours at 35 ℃ and E. Coli for 48 hours at 35 ℃ to count colonies.
쥐의 혈액성상을 조사하기 위하여 에틸 에테르(ethyl ether)로 마취하여 심장으로부터 혈액을 채취한 다음 나트륨 헤파린(sodium heparin) 처리된 튜브에 넣고 응혈되지 않은 상태에서 혈액분석기로 백혈구와 적혈구를 조사한 다음, 나머지 혈액성상은 혈액 자동 분석기로 분석하였다.In order to examine the blood characteristics of rats, anesthetized with ethyl ether, blood was collected from the heart, placed in a sodium heparin-treated tube, and the blood analyzer was examined for leukocytes and red blood cells. The remaining hematological properties were analyzed by an automated blood analyzer.
표 4에서는 복합생균제의 급여가 흰쥐의 성장에 미치는 영향을 정리하였다. 대조구에 비해 복합생균제 첨가구의 일당증체량 및 사료효율이 크게 개선되었다(p<0.05). 이 결과는 생균제 및 프럭토올리고당(fructooligosaccharide)의 효과가 복합적으로 나타난 결과라 할 수 있으며, 사양조건을 이상적으로 맞추어 주어 스트레스를 최소화하였음에도 일당증체량과 사료효율에서 유의적인 차이를 보인 것으로 보아 열악한 환경에서나 노령쥐에서는 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것으로 보인다.Table 4 summarizes the effects of combined probiotic supplementation on the growth of rats. Compared with the control group, the daily weight gain and feed efficiency of the combined probiotics were significantly improved (p <0.05). This result is a result of the combined effect of probiotics and fructooligosaccharides, and showed a significant difference in daily weight gain and feed efficiency even though the stress was minimized by ideally adjusting the specification conditions. In older mice, greater effects can be expected.
사료에 복합 첨가제를 첨가하면 흰쥐의 영양소 소화율이 높아지는 것으로 관찰되었다(표 5). 시험구의 에너지 및 지방의 소화율이 대조구보다 훨씬 높았으며(p<0.05), 건물, 조단백질, 조회분 및 인의 소화율도 또한 대조구에 비해 시험구의 소화율이 더 높은 수치를 나타내었다. 이렇게 영양소의 소화율이 향상된 것은 복합생균제의 효소활성촉진 및 효소운반기능 활성화에 의한 것으로 보인다. 본 실험에서는 인의 소화율이 첨가구에서 7% 정도 높아지기는 하였지만 유의적인 차이를 보이지는 않았다.Increasing nutrient digestibility in rats was observed by adding complex additives to feed (Table 5). The energy and fat digestibility of the test group was significantly higher than that of the control (p <0.05), and the digestibility of dry matter, crude protein, crude ash, and phosphorus also showed higher levels of digestibility of the test group than the control group. The improved digestibility of nutrients seems to be due to the enzymatic activity promotion and enzyme transport function activation of complex probiotics. In this experiment, the digestibility of phosphorus was increased by 7% in the addition group, but there was no significant difference.
복합생균제를 급여하면 흰쥐의 소장 내 탄수화물 분해효소의 활성도가 증진되는 것으로 나타났다(표 6). 락타아제, 말타아제 및 수크라아제 등의 효소활성도가 대조구에 비해 시험구에서 두드러지게 높았다(p<0.05). 표 5에서와 같이 복합생균제구에서 에너지 소화율이 현격히 높아진데 대한 설명으로 이와 같은 효소 활성도의 증가를 들 수 있을 것이다.Feeding the combined probiotics was found to enhance the activity of carbohydrate degrading enzymes in the small intestine of rats (Table 6). The enzyme activities of lactase, maltase and sucrase were significantly higher in the test group than in the control group (p <0.05). As shown in Table 5, the increase in energy digestibility in the complex probiotics will be described as the increase in enzyme activity.
한편 복합생균제의 공급이 흰쥐의 질소축적률에 미치는 영향은 표 7에 요약되어 있다. 분소화율만을 고려할 경우 조단백질 소화율은 시험구에서 더 높은 경향을 보였고(표 5), 질소축적률을 조사한 결과 시험구의 질소축적률이 대조구보다 높은 경향을 보였다(표 7).On the other hand, the effect of the combination probiotics on the nitrogen accumulation rate in rats is summarized in Table 7. When considering only the differentiation rate, crude protein digestibility tended to be higher in the test group (Table 5), and the nitrogen accumulation rate of the test group was higher than that of the control group (Table 7).
표 8에서는 복합생균제의 급여가 흰쥐의 장기 무게 및 장내 미생물에 미치는 영향을 요약하였다. 복합생균제를 공급받은 쥐의 간 및 췌장의 무게가 대조구보다 더 무거웠으나 소장의 길이나 무게에 있어서는 통계적인 차이는 없었다(p>0.05). 따라서 복합생균제의 급여가 소화기관중 간이나 췌장의 발달을 도우고 나아가서 영양소의 소화, 대사 및 해독작용을 도우는 것으로 나타났다. 분을 채취하여 분석한 장내 미생물 수 및 대장균(E. Coli) 수는 시험구에서 현저히 낮았다(p<0.05). 대장균의 수가 시험구에서 적은 것은 복합생균제가 유해미생물을 억제하는 작용을 한 것으로 보인다.Table 8 summarizes the effects of the combination probiotics on organ weight and intestinal microflora in rats. Liver and pancreas weights of rats fed the probiotics were heavier than controls, but there was no statistical difference in the length or weight of the small intestine (p> 0.05). Therefore, it was shown that the supplementation of the combined probiotics helped the development of the liver or pancreas in the digestive organs and further the digestion, metabolism and detoxification of nutrients. Enteric microbial count and E. coliE. Coli) The number was significantly lower in the test group (p <0.05). The small number of E. coli in the test plots suggests that the combined probiotic acts to inhibit harmful microbes.
표 9에 나타난 바와 같이 어린 쥐의 사료에 복합생균제를 첨가하면 십이지장과 회장의 융모높이는 대조구에 비하여 훨씬 높아서 이 부분에서의 영양소의 흡수가 대조구보다 훨씬 잘 되는 것으로 나타났다. 융와의 깊이는 대조구에서 시험구보다 더 깊은 경향을 보여서 이 또한 복합생균제가 장내에서 좋은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 전체적으로 시험구에서 융모의 높이가 높았고, 융와의 깊이는 더 얕아져 복합생균제의 공급이 영양소의 흡수에 유리한 조건을 제공하는 것으로 판명되었다. 이러한 결과는 복합생균제를 공급받은 쥐의 경우 효소활성도가 증가되고결과적으로 영양소의 소화율 향상을 도와주는 일관된 연구결과라고 할 것이다. 복합생균제가 생체내에서 세균총을 유지하는 일 외에 이렇게 영양소의 소화율 개선에 이바지한다는 것을 입증한 것은 복합생균제의 작용기작을 추가적으로 설명한다는 차원에서 이 연구의 큰 성과라 할 것이다.As shown in Table 9, the addition of the combined probiotics to the feed of young rats showed that the villus height of the duodenum and ileum was much higher than that of the control, so that the absorption of nutrients in this area was much better than that of the control. Melting depth tended to be deeper in the control than in the control, which also showed that the probiotic had a good effect in the gut. Overall, the height of the villi in the test zone was higher, and the depth of the vortex became shallower, and the supply of the complex probiotic was found to provide a favorable condition for the absorption of nutrients. These results indicate that rats fed with multiprobiotics increase the enzyme activity and consequently improve the digestibility of nutrients. In addition to maintaining the total bacterial flora in vivo, this proliferation of nutrients has been shown to contribute to improving the digestibility of nutrients.
흰쥐 사료에 복합생균제를 공급하면 흰쥐의 혈액성상에 상당히 좋은 방면의 변화를 가져온다는 것이 표 10에 요약되었다.It is summarized in Table 10 that the fed probiotics in rat feed resulted in significantly better changes in the blood properties of rats.
생균제와 올리고당이 함께 들어있는 복합생균제를 급여하면, 백혈구 수와 글로불린의 함량은 대조구에 비해 각각 34%, 7% 더 높았다(p<0.05). 백혈구는 동물의 체내에서 면역기능을 부여하는 혈액세포이며, 백혈구 내의 5가지 아집단들은 각기 식세포작용, 염증반응, 불특정 및 특정 세포방어에 관여한다. 주된 혈장단밸질 중의 한 가지인 글로불린 또한 동물에게 면역반응을 강화한다는 점에서 중요하며, 지방 및 지용성 비타민의 수송에도 관련이 있다. 본 실험에서는 특정 병원균이나 항원을 주입하지 않았으며, 온도, 습도, 빛, 사료 등의 환경조건을 이상적으로 제공하여, 병원체의 침입에 의한 면역반응이 일어나지 않았다고 가정할 경우에 시험구에서 백혈구의 수가 증가한 점과 글로불린의 함량이 높아지는 경향을 보인 점은 새로이 개발코자 하는 올리고당을 첨가한 복합생균제가 동물에게 질병저항능력을 향상시킨다는 것을 입증한 연구결과라 할 것이다.When probiotics and oligosaccharides were combined, probiotics and leukocyte counts and globulin contents were 34% and 7% higher than controls, respectively (p <0.05). Leukocytes are blood cells that confer immune function in the animal's body, and five subpopulations in leukocytes are involved in phagocytosis, inflammatory response, unspecific and specific cellular defense. Globulin, one of the major plasma proteins, is also important in boosting immune responses in animals and is also involved in the transport of fat and fat-soluble vitamins. In this experiment, we did not inject specific pathogens or antigens, and ideally provided environmental conditions such as temperature, humidity, light, feed, etc. The increased trend and the increased globulin content suggest that the new probiotics supplemented with oligosaccharides will improve disease resistance in animals.
본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도표에 기재된 내용에 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the technical spirit of the above-described specific embodiments or diagrams, and any person of ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명의 구성에 따른 효과를 설명하면,When explaining the effect of the configuration of the present invention,
첫째, 복합생균제를 첨가한 시험구의 쥐가 성장능력면에서, 특히 사료효율이 시험구에서 크게 향상되는 결과를 보였다. 이러한 사료효율의 향상은 효소활성의 증가와 소장 융모 높이의 증가, 융와 깊이의 감소에 의한 것으로 보인다.First, the rats of the experimental group to which the combined probiotic was added showed a significant improvement in the growth capacity, especially the feed efficiency. This improvement in feed efficiency appears to be due to increased enzyme activity, increased intestinal villi, and decreased melting and depth.
둘째, 혈액성상 중 시험구의 백혈구 수는 대조구보다 훨씬 높았고, 글로불린의 함량도 다소 높은 경향을 보였다. 이러한 현상은 올리고당을 첨가한 복합생균제가 흰쥐의 질병에 대한 면역성을 강화한다는 점에서 이 제품의 우수한 생리적 효능을 입증한 결과라고 할 것이다.Second, the leukocyte count of the test group was much higher than that of the control group, and the globulin content tended to be somewhat higher. These phenomena demonstrate that the product's excellent physiological efficacy in combination with oligosaccharide-based probiotics enhances immunity to disease in rats.
셋째, 복합생균제가 대장균의 수를 현저히 줄이는 효과를 보였다. 이는 복합생균제의 유해미생물 억제작용을 보여준다.Third, the combined probiotics significantly reduced the number of Escherichia coli. This shows the harmful microbial inhibitory effect of the combined probiotic.
넷째, 복합생균제를 첨가한 경우에 소화기관중 간이나 췌장이 더 발달하였다.Fourth, the liver or pancreas developed more in the digestive system when combined probiotics were added.
다섯째, 시험용 복합생균제를 공급받은 쥐는 각종 영양소의 소화율이 개선되고 질소축적률도 향상되었다.Fifth, rats fed the test complex probiotics improved digestibility of various nutrients and improved nitrogen accumulation.
여섯째, 복합생균제를 급여하면 소장 내 이당류 분해효소의 활성도가 크게 증가된 바, 앞서 언급한 소화율의 향상은 이러한 기작때문이라고 할 것이다.Sixth, the feeding of complex probiotics greatly increases the activity of disaccharide degrading enzymes in the small intestine. The above-mentioned improvement in digestibility is due to this mechanism.
상술한 결과를 종합해 보면, 본 발명인 올리고당을 첨가한 복합생균제는 효소활성을 높이고 장내 세균충을 유지시키는 생균제의 작용과 면역기능을 높이는 올리고당의 기능이 상승적으로 작용한 것으로 보인다. 본 실시예에서는 건강한 상태의 어린 쥐를 대상으로 하였으나 노약자, 장애자 및 치매환자와 같이 소화기능이 떨어진 경우에 더욱 효과가 클 것으로 추정된다.Taken together, the present invention, the combined probiotic added oligosaccharide of the present invention seems to have a synergistic effect of the function of the oligosaccharide to increase the enzyme activity and maintain the intestinal bacterial worm and the function of the probiotic. In the present embodiment, young mice in a healthy state were targeted, but it is estimated that the effect is more effective when the digestive function is poor, such as the elderly, the disabled and dementia patients.
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