KR20040016086A

KR20040016086A - 항산화제 생성미생물이 첨가된 기능성 사료첨가제

Info

Publication number: KR20040016086A
Application number: KR1020020048286A
Authority: KR
Inventors: 박준봉; 박영진; 김학진; 이인수; 김동우; 윤소현; 권처진; 송상선; 김혜연
Original assignee: (주)오비티
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-02-21

Abstract

본 발명은 카로티노이드 생리활성물질을 생산하는 국내산 파피아 로도지마 효모를 위주로 한 기능성 복합제제에 관한 것으로 좀 더 상세하게는 카로티노이드를 생산하여 세포내에 축적하는 특성을 갖는 국내산 파피아 로도지마(KCTC8960P), 젖산균, 효모균, 고초균 및 부형제로 이루어진 파피아 로도지마를 포함하는 기능성 미생물 사료첨가제에 관한 것이다. 본 발명의 미생물 복합제제를 배양하여 가축에 급여 하므로써 가축의 건강을 증진하고 질병에 대한 저항력을 증진시켜 폐사율을 감소시키고 사료의 효율을 극대화하는 효과가 있다.

Description

항산화제 생성미생물이 첨가된 기능성 사료첨가제{Specific feed-additive contained anti-oxidants producing microbes}

본 발명은 천연 항산화제인 카로티노이드를 생산하는 국내산 효모를 포함하는 미생물 사료 첨가제 제조에 관한 것으로 좀 더 상세히 설명하면 카로티노이드를 생산하여 체내에 축적하는 특성을 갖는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma), 젖산을 생성하여 가축의 정장작용을 유도하는 젖산균, 세포외 유기물 분해효소를 생산하는 고초균 및 효모균을 순수배양하고, 이 배양물들을 부형제와 혼합, 건조하여 생산하는 분말형태의 기능성 미생물 복합제제에 관한 것이다.

자연상태로 성장하는 경우와 달리, 밀집 사육되는 동물은 질병에 대한 저항력이 약화되기 쉽고 일단 발병이 되면 급속하게 전파되기 때문에 축산가들은 질병의 치료와 예방의 차원에서 항생제를 사용한다. 그러나 이러한 목적으로 사용된 잔류항생제는 축산물과 축산가공품을 통해 결국에는 사람에게 되돌아오게 되며, 병원성 미생물들은 항생제에 대한 내성을 계속적으로 획득하게 되고 이를 해결하기 위해 더욱 많은 양의 항생제를 사용하게 되는 악순환이 반복되는 실정이다.

이의 대안으로 미생물생균제(probiotic)를 생성하는 미생물제제가 사용되고 있다.

화학적으로 반응성이 큰 유해산소인 활성산소는 생체 내에서 끼치며 지질과산화로 세포막의 손상을 가져올 수 있으여, 나아가 DNA에 손상을 일으켜 결국 암이나 동맥경화, 심근경색과 같은 심혈관계 질환, 노화, 백내장, 파킨슨씨병, 노인성 치매, 류마치스성 관절염과 같은 염증성 질환, 면역기능의 이상 등 여러 성인병으로 유도될 수 있다. 베타카로틴(β-carotene), 아스타잔 틴 (astaxanthine), 제아잔틴(zeaxanthine), 칸타잔틴(canthaxanthin) 등의 카로티노이드계 물질들은 활성산소를 세포에 무해한 형태로 전환하기 위해 광합성 식물 및 미생물들이 합성, 축적하는 기능성 색소들이다. 이 색소들은 주홍계열의 색을 띠고 있으며 향미를 제공할 뿐 아니라 동물은 물론 사람에게도 영양상 중요한 역할을 하나 포유동물의 경우 체내 합성이 불가능하므로 음식물로 섭취하여야 한다. 이런 카로티노이드계 물질들은 그들이 지니는 황색이나 적색의 독특한 색과 강력한 항산화능, 자가면역 촉진 등의 기능을 가지고 있으므로, 식품산업분야에서 착색제로 널리 사용되고 있으며 의약분야에서 노화방지제, 항산화제, 항스트레스 제거제, 항암제로의 사용이 확대되고 있는 생리활성 물질이다. 또한 연어와 무지재 송어의 육질을 개선하고 색도를 증진하므로 양식산업에 사용되고 있다. 이들 중 특히 아스타잔틴은 다른 카로테노이드나 토코페롤보다 뛰어난 항산화 효과를 보이는 것이 증명되어 식용색소뿐만 아니라 의약적으로도 많은 연구가 진행되고 있다.

1970년대 초반 발견되어 붉은색 카로티노이드를 생성함이 밝혀지면서 산업적으로 주목을 받아온파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)는 카로테노이드 계열의 물질을 합성하는 다른 효모에 비해 단백질, 지질, 비타민 B등 필수 영양분이 풍부하며, 주로 카로테노이드로 아스타잔틴을 합성할 뿐 아니라 효모자체가 가축의 영양원이 되므로 효모로부터 색소를 추출할 필요가 없으며 조류에 비해 생장속도가 빠른 장점이 있다.

이에 본 발명자들은 카로티노이드계 물질을 생산하는 국내산 파피아 로도지마를 효모균의 영양학적 특성, 젖산균의 정장작용 유도 및 경쟁적 배재를 통한 질병예방, 고초균의 역가 높은 분해효소를 이용한 사료효율의 극대화와 가축에 대한 항생물질의 남용을 억제 및 대체 할 수 있는 미생물 제제 개발의 일환으로 가축의 장내에 유익세균총을 형성하게 하고 성장촉진은 물론 면역력 증강과 질병의 예방 등의 기능을 수행하는 미생물 제제의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 미생물 복합가축의 사료첨가제는 생명공학연구소에 1999년 8월 30일자로 기탁된 국내산 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma,기탁번호 제 KCTC 8960P)를 주재로 한 젖산균, 효모균, 고초균, 부형제로 이루어진다.

본 발명에 사용된 파피아 로도지마 사용량 은0.5∼10중량%이며, 0.5중량% 미만이면 제제의 안전성 및 가축에 급여시 기대한 만큼의 충분한 효과를 보장할 수 없고, 10중량%를 초과하면 과다한 가스를 생성하여 제품의 저장 및 유통과정에 문제가 발생할 수 있다.

상기 젖산균은 장내 유익 균총을 형성하고 유기산을 생성하여 정장작용을 유도하는 특징과 여타의 미생물 성장을 억제할 수 있는 박테리오신과 같은 일종의 자연항생물질을 생성하는 특징을 갖는데, 그 사용량은 1.0∼10중량%이며, 1.0중량% 미만이면 상기 정장작용의 효과를 단기간내에 기대하기 어려우며, 10중량%를 초과하면 제제에 포함된 다른 미생물의 생장을 억제하는 경향이 있다.

상기 효모균은 성장이 빠르고 균내 함유 비타민의 양이 높으며, 여기에는 동물의 정상적인 성장에 필요한 필수 아미노산과 미지 생장인자가 포함되어 있다. 또한 효모균은 알콜발효를 통해 탄수화물을 알콜로 전환시킬 수 있으므로 동물의 사료에 대한 기호성을 증진시키는 효과를 갖는다. 이때 효모균의 사용량은 1.0∼3.0중량%이며, 1.0중량% 미만이면 본 발명의미생물제제를 통한 급여 동물의 생육에 충분한 효과를 기대할 수 없으며, 3.0중량%를 초과하면 알콜이 과도하게 생성되어 오히려 기호성을 떨어뜨리는 경향이 있다.

상기 고초균은 고역가의 탄수화물, 단백질, 지질, 섬유소 및 폴리포스페이트를 분해하는 분해효소를 생성하므로 가축의사료에 혼합하여 급여하면 사료의 소화, 흡수를 증진시켜 사료 효율을 높이고, 소화에 따른 스트레스를 감소시켜 가축의생육을 원활하게 하며 분변 발생량을 감소시키는 효과를 갖는다. 이때 고초균의 사용량은 1.0∼5.0중량%이며, 1.0중량%미만이면 분해효소 생성량이 적어 기대하는 만큼의 사료효율을 보장할 수 없으며, 5.0중량%를 초과하면 가스 발생으로 인해 제품이 변질될 가능성이 있다.

상기 부형제는 탈지강,옥분, 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되며, 그 사용량은 75∼96중량%인데, 75중량% 미만이면 과다한 수분으로 인해 제품이 변질되기 쉽고, 96중량%를 초과하면 상기의 각종 복합균주로부터 기대하는 효과를 거두기 어렵다. 상기 옥분, 탈지강 및 제올라이트의 혼합 중량비는 6 : 3 : 1이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이렇게 이루어진 상기 미생물제제는 액상 또는 분말의 형태일 수 있다. 액상인 경우, 각 미생물의 배양액을 혼합하고 여기에 미생물 균체를 안정하게 할 수 있는 포도당이나 글리세린 등을 혼합하여 최종 농도 20% 이상이 되도록 한 후 제품화한다. 분말의 경우는 상기에서 설명한 바와 같이 준비한 부형제와 혼합하여 제품화한다.

상기 미생물복합제제를 배양하여 총균체수 105∼108/g(제제)/톤(사료)의 양으로 가축에 급여하므로써 가축의 건강을 증진하고 질병에 대한 저항력을 증진시켜 폐사율을 감소시키고 사료의 효율을 극대화하며 궁국적으로는 항생제의 남용을 억제하는 프로바이오틱의 제조방법을 제공할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma, KCTC 8960P)의 배양

500ℓ발효기를 이용하여 파피아 로도지마를 고농도로 배양하였다. 이때 사용한 배지는 YM 배지 조성의 3배 농도로 제조하여 사용하였으며, 초기 배지의 pH는 6.0으로 조정하였다. 또한 배양온도는 22℃를 계속적으로 유지하였고, 배양이 진행되면서 교반속도는 150∼200rpm으로 조절하였고, 통기량은 0.5∼1.0vvm으로 조절하였다. 상기 조건으로 5일간 배양하여 획득한 배양물은 흡광도 160의 균체량을 나타냈다.

실시예 2

파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma, KCTC 8960P)의 총 카로티노이드의 추출 및 함량분석

디메틸설폭사이드(Dimethyl sulphoxide; DMSO) 추출방법을 이용하여 총 카로티노이드를 추출하였다. 원심분리를 통해 수득한 균체를 동결건조한 후, 여기에 DMSO를 첨가하여 현탁하고 원심분리를 통해 균체를 파괴하였다. 여기에 에테르와 아세톤을 혼합한 용매를 사용하여 카로티노이드를 추출하고, 분광분석기를 이용하여 이 용액의 흡광도를 측정하여 하기 수학식 1에 적용 하므로써 총 카로티노이드의 함량을 분석하였으며, 또한 HPLC를 이용하여 카로티노이드의 성분과 함량을 분석하였다,

A X 100 X B

총 카로티노이드(㎍/g of cell) = --------------------------

21 X W

A:478nm에서의 흡광도 측정값, B:추출용매의 부피(ml), W:건조균체중량 (g/ml)

분석결과, 건조균체량 1kg에 대하여, 총 카로티노이드의 함량은 7,800㎍으로 측정되었다.

실시예 3

젖산균, 효모균, 고초균의 배양 및 제제화

500ℓ발효기를 이용하여 젖산균, 효모균 및 고초균을 고농도로 각각 순수 배양하였다. 이렇게 배양한 배양물은 젖산균의 경우 흡광도가 78, 효모균은 130, 고초균은 87의 균체농도를 나타냈다. 이 배양액을 동량으로 혼합하여 액체상태의 기능성 미생물 복합제제를 제조하였으며, 한편으로는

혼합한 배양액 1ℓ를 탈지강 옥분 및 제올라이트가 6 : 3 : 1로 조정된 부형제 1 Kg에 첨가하고 혼합하여 건조하므로써 분말형태의 기능성 미생물 복합제제를 제조하였다.

실시예 4

액제 복합제제의 육계 적용시험

실시예 3에서 제조된 액체상태의 기능성 미생물 복합제제를 육계의 사육에 적용하며 복합제제의 효과를 확인하였다. 육계1만수를 반분하여 대조구와 시험구로 나누고 대조구에는 일반 식수를 음수로 급여하였으며, 시험구는 식수 1톤에 액상 복합제제 1ℓ를 혼합하는 비율로 하여 음수로 급여하며 출하일령까지 계속 적용하였다. 그 결과 대조구의 출하일령이 34일로 나타난데 비해 시험구는 출하일령이 32일로 출하일령이 2일 단축되었다. 또한 출하시의 평균체중도 대조구가 1.49Kg인데 비해 시험구는 1.60Kg으로 약 0.11Kg의 증체효과를 나타냈다. 또한, 시험구에서는 출하시기까지의 총 폐사율이 3.6%인데 비해 대조구에서는 1.7%로 감소한 것으로 나타났다.

실시예 5

분말 복합제제의 산란계 적용시험

실시예 3에서 제조된 분말형태의 기능성 미생물 복합제제를 산란계의 사육에 적용하며 복합제제의 효과를 확인하였다. 시산기의 중추 2만수를 반분하여 대조구와 시험구로 나누고 대조구에는 기존의 분말사료를 급여하였으며, 시험구에는 사료1톤에 분말 복합제제 1 Kg을 혼합하는 비율로 하여 3개월간 급여하며 산란율, 계란 난황의 색도 변화 등을 확인하였다.그 결과 처음 3주정도는 대조구와 시험구 사이에 뚜렷한 차이를 볼 구 없었으나, 1개월 후 부터는 산란율과 난황의 색도에 커다란 차이를 보이기 시작했다. 차이가 나타난 2개월간의 대조구의 평균 산란율은 77.4%인데 비해 시험구는 81.0%로약 4%의 산란율 증가를 보였다. 또한, 난황의 색도도 시험구에서는 평균 9.3도였는데 반해 대조구는 12.8도로 약 3.5도의 색도 증가를 보였다.

실시예 6

분말 복합제제의 육성비육돈 적용시험

실시예 3에서 제조된 분말형태의 기능성 미생물 복합제제를 육성비육돈의 사육에 적용하며 복합제제의 효과를 확인하였다. 이유20일령의 자돈 500두를 반분하여 대조구와 시험구로 나누고대조구에는 기존의 분말사료를 급여하였으며, 시험구에는 사료 1톤에 분말 복합제제 1 Kg을 혼합하는 비율로 하여 출하시기까지 급여하며 출하 일령, 사육시의 변화 및 도축시 판정등급을 비교하였다. 그 결과 대조구의 출하일령은 156일 이었으나 시험구의 출하일령은 152일로 4일 단축되었고, 도축시의 등급판정 또한 대조구 A등급이 48%인데 비해 시험구는 69%로 훨씬 높은 육질 등급을 받았다. 또한, 사육시에 발생하는 분변의 악취강도도 대조구에 비해서 시험구의 육성비육돈에서는 관능적으로 훨씬 낮은 수준임이 확인되었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 미생물 복합제제를 배양하여 가축에 급여하므로써 가축의 건강을 증진하고 질병에 대한 저항력을 증진시켜 폐사율을 감소시키고 사료의 효율을 극대화하는 효과가 있다.

Claims

파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma, KCTC 8960P) 0.5∼10중량%, 젖산균 1∼10중량%, 효모균 1∼3중량%, 고초균 1∼5중량%, 및 부형제 75∼96중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 미생물 복합제제.
제1항에 있어서, 상기 미생물 복합제제는 부형제 대신에 포도당 또는 글리세린을 첨가하여 상기 미생물 균체의 농도가 20% 이상 유지되는 액상제제임을 특징으로 하는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 미생물 복합제제.
제1항에 있어서, 상기 부형제가 미강, 탈지강 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택됨을 특징으로 하는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 미생물 복합제제.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 따른 미생물 복합제제를 가축용 사료에 105∼108/g(제제)/톤(사료)의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 미생물 복합제제의 사용방법.
제4항에 있어서, 상기 가축이 육계, 산란계 또는 육성 비육돈임을 특징으로 하는파피아 로도지마(Phaffia rhodozyma)를 포함하는 미생물 복합제제의 사용방법.