KR20040052720A - 식용색소와 탈지분유가 함유된 동물용 유산균 생균제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조된 유산균을 용수에 희석하여 동물에 투여 할 때 균의 활성이 외부환경의 영향을 적게 받도록 고안된 동물용 유산균 생균제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 건조 유산균 생균제 조성물은 물에 희석 시 노출될 수 있는 햇빛이나 희석 용수의 조건과 같은 외부환경 영향을 적게 받고 균의 활성을 액상 상태에서 유지시키기 위하여 적당한 농도의 식용색소와 탈지분유(Skim Milk)를 함유 함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 사용과정에서 외부 환경에 노출되어 일어나는 유산균 사멸을 억제하기 위하여 식용색소와 탈지분유가 첨가된 동물용 유산균 생균제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 프로바이오틱스(Probiotics)로 작용하는 미생물들을 상업적으로 이용하기 위해서는 제조된 생균이 동물에 투여 후 장에 정착하여 유해균 억제, 장관운동 활성화 등의 생리활성 작용을 하기까지 가급적 미생물의 사멸을 억제하고 그 활성을 유지시켜야 한다. 미생물은 배양 이후부터 노출된 외부 환경 조건에 따라 급격히 사멸하게 되는데 이를 최소화하기 위하여 여러 가지 다양한 방법들이 알려져 있다.
이를 크게 나누어 보면 제조 후 보관과정에서의 사멸을 억제하기 위하여 동결건조나 분무건조를 통해 수분을 제거하는 방법 (대한민국 특허 등록 특0137154, 대한민국 특허 등록 특0148340, 대한민국 특허 공개 특2002-0097237), 섭취 후 위장에서의 사멸을 억제하거나 사료가공 과정에서의 사멸을 억제하기 위해 캡슐화 하거나 다양한 첨가제로 코팅하는 방법 (대한민국 특허 공개 특2002-0069863, 대한민국 특허 공개 특2003-0032834, 대한민국 특허 공개 특2003-0009268) 등이 있다
이러한 여러 안정화 방법들 중에서 일반 동결건조나 분무건조 방법은 제조과정에서의 균의 사멸을 줄이기 위한 방법 고안에만 초점이 맞추어져 있고 현장에서 사용 시 외부 환경 조건에 따른 균의 사멸에 대한 대책이 미흡하며, 캡슐이나 코팅 방법들은 장기 보존성이 좋고 사료에 섞어 사용하기가 용이한 장점이 있으나 현장에서 동물에 투여하기 위해 물에 풀어서 사용할 필요가 있을 때 생균제가 잘 용해되지 못하는 문제점이 있다. 예를 들어 생균제를 닭 등 조류에게 투여하고자 하는 경우 배합사료에 섞어서 급이하는 방법보다 음수에 섞어 투여하는 것이 더 편리하며, 양식어류에 투여하는 것도 액상 생균제가 훨씬 바람직한데 기존의 코팅된 분말이나 과립형태로 안정화시킨 생균제는 잘 용해되지 않는 특성 때문에 사용하기가 어렵고, 일반 건조 생균제는 용수에 용해 후 외부 환경이 균에 미치는 영향을 고려하여 디자인되지 못했기 때문에 현장에서 사용 시 노출된 햇빛이나 사용하는 용수의 조건에 따라 균의 활성이 크게 영향을 받는 문제점이 있다. 또한, 생균제를 액상으로 제조하여 사용할 경우 상온에서 장기보존이 용이하지 못하기 때문에 상품성이 없다.
건조 유산균 생균제를 현장에서 희석하여 액상으로 동물에게 급이 시 이러한 용해도 문제 및 외부환경 조건에 따른 균의 사멸 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 기존 건조방법으로 유산균 생균제를 제조함으로써 균의 장기보존성은 유지하면서 유산균이 물에 용해 시 건조 내용물이 빠르게 용해될 수 있도록 하며, 희석 용수의 종류나 용존산소량, 자외선 빛의 강도 등 외부환경 조건에 관계없이 유산균의 활성을 액상 상태에서 보다 오랫동안 유지시키기 위한 안정화 첨가제를 유산균 생균제 제조 시에 사용하는 방법을 고안하게 되었다. 즉, 본 발명은 배양된 유용한 유산균을 상온에서도 활성 상태로 장기간 보존이 용이할 뿐만 아니라 동물에 투여하기 위해 희석 후에도 균의 활성이 외부 환경 조건의 영향을 적게 받도록 고안된 유산균 생균제 조성물을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 제조된 유산균 건조분말이 물에 용해 시 외부 환경의 영향을 최소화 하기 위하여 적당한 농도의 식용색소와 탈지분유(Skim Milk)를 함유 함을 특징으로 하는 동물용 유산균 생균제 조성물을 제공한다.
일반적으로 축산이나 양식현장에서는 사용할 수 있는 용수로는 수돗물, 지하수, 지표수, 해수 등이 있는데 이들은 실험실에서 사용하는 정제된 물과는 상당히 다른 조건의 수질이다. 이러한 용수의 수질이 혐기성 미생물인 유산균 활성에 영향을 줄 수 있는 인자들로는 염소이온, 용존산소 등이 있다. 상기 인자들의 영향을 최소화 할 수 있으면서 안전하고 값싼 안정화제로 사용해 볼 수 있는 물질들로는 환원효과가 있는 소디움설파이트 (Sodium Sulfite), 아미노산 시스테인 (L-Cysteine), 탈지분유 등이 있는데, 본 발명자들의 실험에 의하면 특히 염소이온이 함유된 수돗물에 의한 유산균 감소를 억제하는데 있어서 탈지분유는 소디움설파이트 (Sodium Sulfite)나 아미노산 시스테인 (L-Cysteine)보다 매우 효과적이었다 (표 1). 따라서, 탈지분유를 유산균 생균을 건조하기 전에 첨가하여 유산균 생균 제품을 제조하게 되면 사용자가 현장에서 염소이온이 다소 포함된 용수를 사용하더라도 동물에게 투여 전까지 유산균의 활성을 상대적으로 높게 유지시킬 수 있겠다.
[표 1] 소디움설파이트 (Sodium Sulfite), 시스테인 (L-Cysteine), 탈지분유의 효과
| 샘플링 시간 | 유산균 활성 (%) | |||||||
| PBS 완충용액 (pH 7.5) | 수돗물 | 수돗물 | ||||||
| 소디움설파이트 | L-시스테인 | 탈지분유 | ||||||
| 0.1ppm | 1ppm | 10ppm | 10ppm | 100ppm | 0.1중량% | |||
| 0시간 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1시간 | 82 | 97 | 88 | 85 | 88 | 84 | 95 | 96 |
| 3시간 | 86 | 97 | 72 | 63 | 71 | 58 | 75 | 75 |
| 5시간 | 61 | 68 | 68 | 53 | 65 | 66 | 68 | 70 |
| 10시간 | 71 | 43 | 34 | 45 | 41 | 55 | 50 | 68 |
| 24시간 | 37 | 9 | 0 | 5 | 4 | 6 | 10 | 36 |
또한, 축산이나 양식현장에서의 환경은 통제된 환경이 아니며 유산균 생균제가 동물에투여 되기 전까지 자외선이 강한 햇빛에 노출될 가능성도 배제하기 어렵다. 본 발명자들의 실험에 의하면 이러한 자외선 노출에 의한 유산균 감소를 최소화하는 데 색소 첨가가 매우 효과적이었다. 본 발명자들은 자외선을 흡수할 수 있는 다양한 색소들 중 생체에 유해하지 않은 식용색소를 사용하여 실험하였는데, 황색 식용색소, 초록색 식용색소, 적색 식용색소 순으로 자외선 보호작용이 있음을 알 수 있었다 (표 2).
[표 2] 색소별 자외선 보호작용 효과
| 샘플링 시간 | 유산균 활성 (%) | ||||
| 자외선 비조사 실험군 | 자외선 조사 실험군 | ||||
| 음성대조군 | 양성대조군 | 적색 식용색소 1중량% 첨가 | 초록색 식용색소 1중량% 첨가 | 황색 식용색소 1중량% 첨가 | |
| 0분 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 30분 | 100 | 0 | 31 | 29 | 44 |
| 1시간 | 100 | 0 | 5 | 13 | 36 |
| 3시간 | 84 | 0 | 0.6 | 7 | 18 |
| 5시간 | 66 | 0 | 0.5 | 2.5 | 15 |
| 10시간 | 53 | 0 | 0.5 | 1.3 | 8 |
상기 식용색소는 유산균 생균을 동결 건조하기 전에 첨가해주며, 이러한 색소의 첨가는 동결 건조 시나 제품 보관 시 생균의 활성에는 아무런 영향이 없으나 자외선 빛에 노출되었을 때는 상당한 보호 작용을 한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
희석액 종류에 따른 유산균 활성 변화 및 탈지분유의 생균 활성 보호효과
0.9% 등장액 (증류수에 염화나트륨을 0.9중량% 용해하여 제조) 또는 산도 7.5의 PBS 완충용액과 수돗물, 해수, 지하수 등 여러 용수에 희석된 유산균의 활성 변화를 비교 관찰해 보면, 유산균 활성을 유지시키기 위해서는 현장에서 유산균 생균제를 희석할 때 용수를 신중히 선택하여야 함을 알 수 있다 (표 3). 본 발명자들은 0.05중량% 이상의 농도로 탈지분유(Skim Milk)를 첨가하여 수돗물에서의 유산균 활성 감소 억제 효과를 관찰해 본 결과, 탈지분유 첨가가 유산균 활성을 유지시키는데 상당히 효과적 임을 알 수 있었다 (표 4).
[표 3] 여러 종류의 용수에서의 유산균 활성 변화
| 샘플링 시간 | 유산균 활성 (%) | ||||||
| PBS완충액 (pH 7.5) | 증류수 + NaCl 0.9% | 락스 10 ppm + NaCl 0.9% | 락스 100 ppm + NaCl 0.9% | 지하수 | 해수 | 수돗물 | |
| 0시간 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1시간 | 82 | 98 | 100 | 0 | 103 | 53 | 97 |
| 3시간 | 86 | 88 | 93 | 0 | 82 | 28 | 97 |
| 5시간 | 61 | 70 | 74 | 0 | 87 | 28 | 68 |
| 10시간 | 71 | 55 | 57 | 0 | 51 | 33 | 43 |
| 24시간 | 37 | 42 | 29 | 0 | 46 | 26 | 9 |
[표 4] 수돗물에 탈지분유 첨가 시 농도별 보호 효과
| 샘플링 시간 | 유산균 활성 (%) | |||||
| PBS 완충액 (pH 7.5) | 수돗물 | 수돗물 + 0.05중량% 탈지분유 | 수돗물 + 0.1중량% 탈지분유 | 수돗물 + 0.15중량% 탈지분유 | 수돗물 + 0.2중량% 탈지분유 | |
| 0시간 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1시간 | 82 | 97 | 94 | 96 | 96 | 100 |
| 3시간 | 86 | 97 | 83 | 75 | 100 | 88 |
| 5시간 | 61 | 68 | 77 | 70 | 90 | 88 |
| 10시간 | 71 | 43 | 38 | 68 | 80 | 88 |
| 24시간 | 37 | 9 | 18 | 36 | 60 | 57 |
실시예 2
식용색소에 의한 자외선 차단 효과
배양된 유산균을 염화나트륨이 0.9중량% 첨가된 50 mM 인산나트륨 완충용액(pH 7.5)에 1,000 배 희석하고 초록색 식용색소를 각각 0.001중량%, 0.005중량%, 0.01중량%, 0.04중량% 씩 첨가한 후 강한 자외선 하에 놓고 5분 간격으로 샘플링하여 생존 생균수를 측정하여 보았다. 그 결과 표 5에서 보는 바와 같이 식용색소 0.005중량% 농도 이상에서는 유산균의 생존율이 높아짐을 알 수 있었다.
[표 5] 자외선 하에서 식용색소 농도별 첨가에 의한 유산균 보호 효과
| 샘플링 시간 | 유산균 수 (10 5 cfu/g) | ||||
| 대조군 | 초록색 식용색소 농도 (0.001중량%) | 초록색 식용색소 농도 (0.005중량%) | 초록색 식용색소 농도 (0.01중량%) | 초록색 식용색소 농도 (0.04중량%) | |
| 0분 | 3400 | 2600 | 3000 | 2300 | 2800 |
| 5분 | 1300 | 1100 | 1300 | 1300 | 1800 |
| 10분 | 330 | 360 | 520 | 480 | 800 |
| 15분 | 79 | 54 | 110 | 140 | 220 |
| 20분 | 8.6 | 14 | 31 | 36 | 110 |
| 25분 | 2.9 | 1.9 | 8.6 | 12 | 27 |
| 30분 | 0.88 | 0.23 | 1 | 2.4 | 6.6 |
| 35분 | 0.16 | 0.09 | 0.32 | 0.56 | 2.6 |
| 40분 | 0.026 | 0.02 | 0.08 | 0.14 | 1 |
| 45분 | 0 | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.18 |
| 50분 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.04 |
또한, 자외선이 조사되지 않는 상태에서는 식용색소의 첨가가 유산균 생존율에는 아무런 영향을 미치지 않음을 실험을 통해서 확인할 수 있었다 (표 6).
[표 6] 자외선 조사가 없는 상태에서의 식용색소 농도별 효과
| 시간 | 유산균 수 (10 5 cfu/g) | |||
| 대조군 | 초록색 식용색소 농도 (0.001중량%) | 초록색 식용색소 농도 (0.005중량%) | 초록색 식용색소 농도 (0.01중량%) | |
| 0시간 | 18 | 23 | 23 | 24 |
| 1시간 | 18 | 24 | 24 | 24 |
| 3시간 | 16 | 24 | 23 | 25 |
| 5시간 | 17.3 | 23 | 25 | 23 |
| 10시간 | 17 | 22 | 24 | 24 |
| 24시간 | 7 | 9 | 8.8 | 9 |
| 24시간생존율 | 39% | 39% | 38% | 38% |
실시예 3
비연속 투여 현장시험
초록색 식용색소 0.5중량%, 탈지분유 15중량%, 유산균 1 x 1010cfu가 함유된 바이알(vial) 을 수돗물에 희석하여 육계 10,000마리 당 하루 한 바이알(vial)을 기준으로 병아리 입식 후 5일에서 9일 사이와 16일에서 21일 사이 그리고 26일에서 28일 사이에 총 합계 14일 간 투여하였다. 육계는 입식 후 30일간 키워서 출하하였으며, 출하 시 평균 체중과 생존율을 기존 생균제를 30일간 매일 투여한 대조군과 비교한 결과 표 7과 같이 차이가 없이 우수하여 본 발명에 의한 식용색소와 탈지분유가 함유된 동물용 유산균 생균제 조성물이 대상동물에 대하여 안전하고 유효함을 입증할 수 있었다.
[표 7] 비연속 투여 현장시험 결과 요약
| 구분 | 입식 병아리 수 (마리) | 출하 육계 수 (마리) | 생존율 (%) | 출하 평균 체중 (kg) | 비고 |
| 실험군 | 13,400 | 13,290 | 99.2 | 1.295 | 14일 급이 |
| 대조군 | 21,600 | 21,450 | 99.3 | 1.248 | 30일 급이 |
실시예 4
연속투여 현장시험
초록색 식용색소 0.5중량%, 탈지분유 15중량%, 유산균 1 x 1010cfu가 함유된 바이알(vial)을 수돗물에 희석하여 육계 10,000마리 당 하루 한 바이알(vial)을 기준으로 투여하였다. 육계는 입식 후 36일간 키워서 출하하였으며, 출하 시 평균 체중, 생존율, 사료요구율을 기존 생균제를 투여한 대조군과 비교하였고 그 결과를 표 8에 정리하였다. 실험군과 대조군의 생존율은 약 3% 정도의 차이를 보여주었으나 사료요구율은 실험군이 약 8% 정도로 우수하였다. 본 현장시험을 통해 본 발명의 식용색소와 탈지분유가 함유된 동물용 유산균 생균제 조성물이 대상동물에 대하여 안전하고 유효함을 입증할 수 있었다.
[표 8] 연속 투여 현장시험 결과 요약
| 구분 | 입식 병아리 수 (마리) | 출하 육계 수 (마리) | 생존율 (%) | 출하 평균 체중 (kg) | 총 사료 섭취량 (kg) | 사료요구율 |
| 실험군 | 10,000 | 8,500 | 85 | 1.35 | 20250 | 1.76 |
| 대조군 | 21,000 | 18,500 | 88 | 1.37 | 48300 | 1.90 |
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이 본 발명에 의한 식용색소와 탈지분유가 첨가된 건조 유산균 생균제 조성물은 동물에 투여하기 위해 물에 희석 시 희석 용수의 영향을 적게 받을 뿐만 아니라 자외선이 강한 햇빛에 노출 시에도 유산균의 활성이 유지될 수 있어 현장에서 사용자가 큰 주의사항 없이 간편하게 사용할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 본 발명에 의한 건조 유산균 생균제 조성물은 현장 시험 결과 그 효과 면에서도 기존의 사료 첨가용 유산균 생균제에 비해 손색이 없기 때문에 액상 급이가 요구되는 시장에서 크게 유용하게 쓰일 수 있다.
Claims (3)
- 식용색소와 탈지분유가 첨가된 유산균 생균제 조성물
- 제 1항에 있어서 식용색소가 0.005중량% 내지 5중량%가 함유된 것을특징으로 하는 유산균 생균제 조성물
- 제 1항에 있어서 탈지분유가 0.05중량% 내지 50중량%가 함유된 것을 특징으로 하는 유산균 생균제 조성물
Priority Applications (3)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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