KR20090074764A

KR20090074764A - 동물 사료의 천연 첨가제로서 사용되는, 부추과 식물로부터 유도된 특정 항균 화합물의 용도

Info

Publication number: KR20090074764A
Application number: KR1020097007543A
Authority: KR
Inventors: 파레자 마 필라르 가르시아; 캄빌 아르만도 라라; 산밀란 루이스 에이. 루비오; 알카이데 에두아르다 몰리나
Original assignee: 디엠씨 리서치 센터 에스.엘.
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2009-07-07
Also published as: ES2311373A1; EP2110128A1; ES2311373B1; MX2009003406A; EP2110128A4; BRPI0717813A2; US20100035984A1; WO2008037827A1

Abstract

본 발명은 유익한 미생물계에는 영향을 주지 않으면서 소화기 병리학적 과정을 방지 및/또는 치료할 목적으로, 규정식에 포함됨으로써 동물 사료의 천연 첨가제로서 사용되는, 부추과 식물로부터 유도되는 특정 항균 화합물의 용도에 관한 것으로, 상기 화합물은 다음과 같다: - 프로필 티오술피네이트; - n-부틸 티오술피네이트; - 프로필 티오술포네이트; - E와 Z 이성질체의 혼합물 혹은 각각의 별도의 혼합물에 의해 형성된 화합물; ((E)- 및 (Z)-4,5,9-트리티아도데카-1,6,11-트리엔-9-옥사이드), -3-비닐-4H-1,2-디티인, -2-비닐-4H-1,3-디티인. 상기 화합물들은 별도로 단지 순수한 활성 성분으로서(순도는 95%보다 크다), 또는 그것들 중 여러 개의 조합으로서 또는 다른 상조적 제품과의 혼합물로 사용될 수 있으며, 그것들은 캡슐화된 구조로, 상이한 비활성 물질에 지지된 상태로 혹은 동물 규정식의 일부를 형성하는 사료 코팅에 지지된 상태로 존재할 수 있다. 농도는 최소한 1 내지 5ppm부터 최대한 10%(W/W)까지, 화합물, 지지체, 그것의 조합, 규정식의 유형, 상태 등에 따라 좌우되어 매우 다양할 수 있다.

소화기 병리학적 과정, 동물 사료, 메탄 가스, 부추과(속) 식물, 동물 규정식, 프로필 프로필티오술포네이트(PTSO), 프로필 프로필티오술피네이트(PTS)

Description

동물 사료의 천연 첨가제로서 사용되는, 부추과 식물로부터 유도된 특정 항균 화합물의 용도{USE OF PARTICULAR ANTIBACTERIAL COMPOUNDS, WHICH ARE DERIVED FROM ALLIACEAE, AS NATURAL ADDITIVES IN ANIMAL FEED}

발명의 분야

본 발명의 적용 분야는 동물 사료 산업이다.

본 발명의 목적

본 발명은 동물 사료의 천연 첨가제로서 사용되는, 부추과 식물로부터 유도되는 항균 화합물의 용도에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 동물 사료에 항균제로서, 그리고 다르게는 그것의 항균성에 기인한 성장 촉진제로서 항생물질로 사용되도록 부추속(Allium-genus) 식물로부터 유도된 화합물을 사용하는 것이며, 상기 화합물은 구체적으로 본 발명의 바람직한 실시예에서 프로필 프로필티오술피네이트, 그리고 또 다른 바람직한 실시예에서 프로필 프로필티오술포네이트이다.

유럽 연합은 동물 사료에서 항생물질을 성장 촉진제로서 사용하는 것을 철저 하게 감소시키다가, 2006년 1월에 법으로 사용을 금지하였다.

본원에서 동물 사료에 성장 촉진제로서 공급되는 항생물질의 사용에 반하여 이들 첨가제의 대체물로서 제안한 것은 실제로 얻어진 결과와 이전에 요약된 결과로 알 수 있는 것과 같이 타당하다.

제시된 화합물은 소화기 병리학적 과정에 대항하여 동물의 방어능력을 돕는다.

식이영양소의 분해성 감소를 돕고 감염과 및/또는 미생물 불균형의 조절을 발전시킴으로써 동물 성장을 촉진시키는 것 외에, 제시된 화합물은 전통적으로 사료에 존재하는 화합물(예컨대 마늘, 양파, 파 등)의 장점을 가진다.

그러므로 상기 첨가제는 무해한 대체물이 될 것이고, 그것은 사료에 항생물질이 소비되는 것을 방지하며, 따라서 동물에게서 항생물질에 대한 내성이 계속해서 발생하는 것을 방지한다.

다른 한편으로 이들 화합물은 반추동물에서 비효율적인 사료 소화과정 동안 생성되는 가스의 방출로 인해 유발된 온실효과를 감소시키는 데에도 기여한다.

이런 효과는 오늘날 반추동물 영양에서 매우 중요한데, 왜냐하면 사료의 발효결과로서 방출된 가스가 본질적으로는 거대한 온실효과 유발 가스인 메탄이기 때문이다.

그런 메탄 가스는 나아가 동물 배설물을 통해 환경에 질소가 점점 증가하는 것에도 기여하게 된다.

본 출원인은 본 발명에 언급된 동일한 화합물에 대한 연구가 있긴 하지만, 그것들은 서술적인 화학, 일반적인 항균 능력 또는 사람의 건강에 사용되는 관점에서 이루어진 연구이며, 현재의 사례에서와 같이 동물 사료에서의 연구는 아니라는 것을 여러 참조문헌으로부터 알고 있다는 것을 언급하고자 한다.

동물 영양을 개선하기 위한 사료 보충물의 성분으로서 마늘 유도체(필수 마늘 정유, 마늘 분말, 알리신, 알린, 알릴 이황화물 등)에 대한 참조 또한 알려져 있지만, 구체적인 화합물에 대해서는 언급되지 않았다.

마찬가지로, 사료 및 농업 식품 산업에서 보존제로서 사용되는 부추속 식물의 추출물 및 화합물에 관한 특허 WO 2005/089571호도 언급되지만, 이 특허는 단지 근거가 없고 상기 화합물을 포함한 규정식을 포함한 동물 사료에서 어떠한 효율적인 결과를 제공하지 않는 상기 화합물의 가능한 용도만을 제공할 뿐이다.

다른 특허들, 예를 들어 US 5,705,152호는 알리신을 형성하기 위한 알린과 알리나제 화합물에 대한 권리를 청구하며 따라서 본원에 설명된 것들과는 다른 화합물을 포함하며, 또 특허 KR 20020048347호는 부추즙과 추출물을 얻는 방법에 관한 것으로, 또한 상이한 화합물을 포함한다.

다음의 문서들은 또한 본 발명의 주제와 관련된 문서로서 언급될 수 있는 것들이다: 특허 WO 2004/084645호는 다른 용도들 중에서도, 리슈만편모충증에서 물처리를 위한 항균성, 살균성 또는 살생물성 제제로서 사용되는 알리신에 대해 설명하고 있고; British Poultry Science. 2003 Vol. 44(suppl. 1)에서 DEMIR E. 등에 의해 공개된 논문은 닭을 위한 규정식에서 항생물질 사용에 대한 대체물로서 천연 사료 첨가물의 사용에 대해 설명하는데, 그중 하나는 마늘(Allium sativum)이며; 동 일한 년도와 권의 공보물에서 LEWIS M.R. 등에 의해 공개된 논문은 닭의 규정식에 식물 추출물을 넣을 때의 효과를 연구한 것으로, 마늘을 첨가한 보충물이 좀 더 많은 체중 증가의 경향을 나타내는 것을 보여주었고; 초록 또는 논문- American Chemical Society. 227th National Meeting 2004, Vol. 227에 공개된 HONGNAM K.등에 의한 논문은 동물 생식을 위한 사료 보충물로서 부추(Allium tuberosum)를 사용하는 가능성에 대해 설명하고 있다.

그러나 상기 문서들이 동물 사료에 마늘이나 그것의 유도체를 사용하는 것에 관련되어 있다는 사실에도 불구하고, 동물 사료에 본원에서 제시되는 구체적인 화합물을 사용하는 것에 대해 언급하는 직접적인 참조나 본원에서 제공되는 것과 같은 성장 촉진 항생물질의 사용에 대한 대안은 그런 문서들 중 어느 곳에서도 찾아볼 수 없다.

그러므로, 본 발명은 기본적으로 동물 사료의 천연 첨가제로서 부추과 식물로부터 유도된 화합물을 사용하는 것으로 구성되며, 이때 상기 화합물은 항균성 능력이 증명되었고, 구체적으로는 본 발명의 바람직한 구체예에서 프로필 프로필티오술피네이트(PTS)이며, 또 다른 바람직한 구체예에서는 프로필 프로필티오술포네이트(PTSO)이다.

이들 화합물은 둘 다 구조적으로 유사하며 단지 프로필 프로필티오술포네이트의 경우에 하나 더 많은 산소 작용기가 존재한다는 것만이 다르다. 두 가지의 구조물은 넓은 영역의 항균 활성을 나타내며, 저용량에서 높은 억제 능력을 나타낸다. 작용 메커니즘은 두 가지 화합물에 대해 동일한데, 그 이유는 항균 활성에 기여하는 분자 부분이 동일하기 때문에다. 두 가지 화합물 사이의 유일한 차이점은 더 큰 극성 화합물로부터 유도된 화합물인 프로필 프로필티오술포네이트의 더 낮은 휘발성을 토대로 하는데, 그것은 시간이 경과함에 따라 보다 일정한 효율을 제공한다.

이들 화합물은 동물 사료에서(반추동물과 위가 하나인 동물) 성장 촉진제로서 사용되는 항생물질에 대한 타당하고 효과적인 대체물로서 제시된다.

그 사용이 제안되는 화합물의 유효성은 최소한 부분적으로는 높은 항균성 잠재력에 기인하는데, 그것은 잠재적으로 유해한 장내 미생물의 효과적인 제어를 가능하게 하고, 그 결과 소화기 병리학적 과정을 방지한다.

위장내 감염은 예를 들면 어린 동물에게서 매우 관련이 있다.

구체적인 사례는 새끼돼지에게서 나타나는 설사로부터 유발된 문제로서, 위생과 출산 시점 둘 다로부터 매우 강한 충격을 받으면서 성장하기 때문이다.

그러므로 동물의 건강을 도움으로써 동물의 웰빙, 성장 및 출산이 유리해진다.

다른 한편으로, 이들 화합물을 반추 동물을 위해 일정량 포함하는 것은 발효 가스, 주로 소위 "온실 효과"에 직접적으로 포함되는 가스인 메탄의 방출을 감소시킨다.

달리 표현하자면, 첨가제의 사용은 그것이 온실 효과를 감소시키는 데 기여할 것이기 때문에 긍정적인 환경적 충격을 나타낼 것이다.

추가로, 반추 동물용 사료에 첨가제를 포함하는 것은 반추동물의 첫 번째 위에서 단백질 분해를 감소시키는 것을 통해 환경에 긍정적인 효과를 나타낼 수 있으며, 그것은 대변(동물의 대소변) 중의 질소의 제거를 감소시킬 것이고, 따라서 질소함유 생성물로 인한 환경 공해를 감소시킬 것이다.

동물을 위한 생산용 규정식에 이들 첨가제를 사용하는 것은 성장 촉진제로서 항생물질의 사용을 타당하게 대체할 것이다.

이것은 특히 오늘날 성장 촉진제로서 항생물질을 사용하는 것이 최근에 유럽 연합 나라들에서 금지된 것과 관련된다.

그러므로 다음의 구체적인 화합물은 사료중의 항생물질의 사용을 대체할 수 있는 첨가제로서, 또한 동물 성장 촉진제로서 제시된다:

- 본 발명의 바람직한 구체예에서 프로필 프로필티오술피네이트,

- 본 발명의 다른 바람직한 구체예에서 프로필 프로필티오술포네이트.

상기 화합물들은 규정식에서 유일한 첨가제로서(즉 별도로, 95% 이상의 순도로), 또는 규정식의 일부의 조합으로서 또는 다른 허용된 상조적 제품과 함께 사용될 수 있다. 상기 화합물은 또한 상이한 비활성 재료상에서 또는 동물 규정식의 사료 코팅 형성 부분 위에 캡슐화되거나 지지될 수 있다.

활성 화합물들이 미생물 성장 촉진제로서 포함되는 규정식의 최종 제형 중의 활성 화합물의 용량은 다음과 같을 것이다:

- 최소 용량: 5 ppm

- 최대 용량: 5%(w/w), 순수한 활성 성분으로 표시된다{순도 > 95%, HPLC (고성능 액체 크로마토그래피)에 의해 측정된다}.

제품에 대한 유효 기간 또는 대략적인 간격은 그것들이 포함되는 제품 및 기준 규정식의 유형에 따라 6개월 내지 1년일 것이다.

동물의 출산과 건강 조건, 그것들의 제품의 질 및 환경에 미치는 유익한 효과를 가지는 첨가제가 축산물(고기와 우유) 소비자에게 허용된다.

첨가제로서 제안된 제품의 유효성을 증명하기 위하여 많은 상이한 분석들이 수행되었고, 그 결과표와 그래프 두 가지로 그런 첨가제의 중요한 양적 데이터를 제공할 수 있게 된다.

얻어진 데이터는 다음의 것들과 관련된다: 1) 위가 하나인 동물과 반추 동물의 소화기 미생물 균총에 미치는 효과; 2) 용량-반응 관계; 3) 포함된 미생물 군의 연구 및 사용된 구체적인 제품에 따라 좌우되는 그것의 평가; 4) 반추 과정의 효율의 증가; 5) 규정식으로부터의 개선된 영양소 회수; 6) 바람직하지 못한 발효를 유발하는 미생물의 제어; 7) 규정식에 이들 첨가제를 포함시키는 것을 통해 유익한 효과를 추구하고(성장을 도움), 유해한 효과를 완화시키는 가장 효과적인 능력의 측정.

규정식을 통해 제안된 항균 화합물의 효능을 평가하기 위하여, 그 결과의 동물 성장 촉진제로서의 유용성 및 상이한 위장내 병리학의 방지 및/또는 치료에서의 유용성을 평가하기 위하여 분석이 수행된다.

이들 분석은 반추동물과 위가 하나인 동물 두 가지 모두의 동물 사료를 겨냥한 것이었다.

가장 공통적인 소화기 병리학 과정의 일부에 포함된 주요 미생물 군에 반해 제안된 화합물의 높은 항균 능력에 관한 실례로서 작용할 수 있는 몇 가지 결과가 제시된다.

항균 능력에 관한 이들 결과 외에, 제안된 첨가제의 동물 규정식을 통한 능력을 촉진하는 것에 관련된 다른 결과들도 또한 설명된다.

상기 분석은 Animal Nutrition Unit of the Experimental Station of Zaidin(CSIC, Granada)의 반추동물 및 위가 하나인 동물 모델에서 수행되었다.

앞에서 본 발명의 특징을 보충하고 본 발명의 특징을 보다 잘 이해하는 것을 돕기 위하여, 다음과 같은 것들을 나타내는 한 세트의 도면을 본원의 통합적인 일부로서 첨부한다.

도 1은 상이한 농도의 화합물 PTSO와 함께 시험관 내에서 24시간 동안 발효한 후 돼지의 대변에 존재하는 전체 혐기성 세균, 전체 호기성 세균, 장내세균, 대장균군, 박테로이드, 클로스트리디아, 락토바실루스 및 비피도박테리아 카운트에 미치는 효과를 나타내는, 실시예 1과 관련된 그래프이다(돼지의 소화기 미생물 조성의 연구). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 세균군을 산정한다.

도 2는 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 장내세균 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

도 3은 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 대장균군 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

도 4는 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 박테로이드 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(5 cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

도 5는 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 클로스트리디아 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

도 6은 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 락토바실루스 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

도 7은 실시예 2와 관련된 그래프로서, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO를 첨가하고 24시간 동안 시험관 내에서 발효한 후 돼지 대변 중의 비피도박테리아 카운트에 미치는 효과를 도시한다. 상이한 지수에 의해 영향을 받는 평균값은 상당한 차이를 나타낸다(p<0.05). 그래프의 수직축은 log10(cfu/g 대변)을 산정하고, 수평축은 화합물을 산정한다.

위가 하나인 동물의 규정식에 첨가제로서 사용이 제안된 화합물의 효능을 증명하기 위하여 수행된 몇 가지 분석법을 아래에서 설명하기로 한다.

약어 PTS와 PTSO는 다음 화합물에 대한 약어로서 모든 실시예를 통틀어 사용되었다:

- 프로필 프로필티오술피네이트, 약어 PTS로 언급됨

- 프로필 프로필티오술포네이트, 약어 PTSO로 언급됨

A. - 실시예 1과 2는 위가 하나인 동물의 규정식에 첨가제로서 제안된 화합물의 효능을 증명하기 위한 것이다.

실시예 1: 돼지의 소화기 미생물 조성물에 대해 수행된 연구

이 동물종에서 위장내 미생물계를 형성하는 미생물의 수는 매우 많고(>1014cfu/g), 아주 다양한 미생물 군을 나타내는 세균을 포함하며(일반적으로는 장내세균과 대장균군이고, 특히 박테로이드, 클로스트리디아, 비피도박테리아, 락토바실루스 등이 있으며, 많은 다른 호기성 및 혐기성 세균 종이 있다), 그 중에서 400 내지 500개의 상이한 종이 현재 확인되었다(예를 들면 Vanbelle et al., 1990).

어미 젖을 뗀 이후의 단계에 속하는 돼지의 장내 미생물계의 조성에 미치는 화합물의 효과를 연구하였다.

비피도박테리아나 락토바실루스와 같은 잠재적으로 유익한 미생물계(장내세균, 클로스트리디아)에 영향을 주지 않으면서 해로운 미생물의 제어를 위한 용량-효과 관계 및 최적 용량을 측정하였다.

설명된 분석과 다르게 수행된 분석으로부터 얻어진 결과들은 동물 표본에서 잠재적으로 병을 유발하는 미생물(대장균군, 장내세균, 클로스트리디아)의 성장의 제어를 위해 제안된 제품의 능력을 증명한다.

이들 미생물 종은 새끼돼지에게서 대부분의 설사 및 다른 위장 질병 진행에 포함된다(Zeyner and Boldt, 2005).

상기에서 설명된 분석을, 어미젖을 뗀 후의 새끼돼지의 대변으로부터 얻어진 완전 세균 접종물을 사용하여 수행한다.

화합물들 중 하나를 50 내지 2000mg/L 농도범위로 배양 배지에 혼입함으로 써, 비록 민감성의 정도는 연구한 미생물 유형과 군에 따라 달랐지만, 연구한 모든 세균 군(전체 혐기성 세균, 전체 호기성 세균, 장내세균, 대장균군, 박테로이드, 클로스트리디아, 락토바실루스, 및 비피도박테리아)의 성장을 억제하였다.

이들 결과는 저용량에서 억제되는 군이 장내세균, 대장균군 및 클로스트리디아이며, 그것들은 돼지의 소화기 병리학적 과정에 보다 더 많이 관여하는 것을 나타낸다.

그러므로 이들 첨가제는 소화기 병리학적 과정의 방지에 유용할 것으로 제안된다.

사용된 첨가제에 의해 가장 적게 영향을 받은 미생물은 비피도박테리아와 락토바실루스로, 그것들은 유익한 것으로 간주되는 장의 미생물계의 일부를 형성하는 박테리아이고, 따라서 그것은 특히 의미가 있는 데이터이다.

실시예 2: 이 실시예는 실시예 1의 결과에 이어지는 연구 결과를 나타낸 것으로, 정보를 확인하고 더 늘린다.

두 화합물(PTS와 PTSO로 언급됨)을 저용량 범위(50 내지 400mg/L)에서 분석한다.

제품 중 하나의 50mg/L의 농도는 일반적으로 장내세균, 특히 대장균군의 성장을 완전하게 억제할 수 있는 것으로 증명된다(도 2 및 도 3).

박테로이드와 클로스트리디아 집단(도 4 및 도 5)은 상이하게 분석된 농도의 화합물 PTS와 PTSO의 존재하에 유사한 방식으로 작동하였다.

두 화합물을 50mg/L로 첨가했을 때에는 경미하지만 유의할만한 집단 질병을 유발하였다.

이런 감소는 농도가 200mg/L이었을 때 명백하였다(대락 50%).

두 화합물 중 어느 것이든지 400mg/L의 농도로 첨가하는 것은 두 미생물 군의 소멸을 의미하였다.

다른 한편으로 락토바실루스와 비피도박테리아 군(도 6 및 도 7)은 두 화합물을 50mg/L로 첨가한 후에 약간의 감소를 나타냈다.

PTS와 PTSO를 둘 다 200mg/L로 첨가한 것은 대략 50%의 집단에서 대수적인(logarithmic) 감소를 유발하였다.

상기 질병은 두 가지 화합물을 400mg/L의 농도로 첨가했을 때 유지되었거나 약간 감소하였다.

이런 결과는 이들 제품의 효과에 대하여 이들 종이 훨씬 더 많은 내성을 갖고 있음을 가리킨다.

요약하면, 이들 첨가제에 대한 연구된 박테리아 군의 민감성은 대장균군 = 장내세균 > 클로스트리디아 > 박테로이드> 비피도박테리아 = 락토바실루스의 순서로 감소한다.

반추 동물을 위해 할당된 사료 중의 첨가제로서 제안된 화합물의 효과를 증명하기 위한 이런 몇 가지 분석은 아래에서 열거한다.

B. - 실시예 3과 4는 반추동물을 위해 할당된 사료 중의 첨가제로서 제안된 화합물의 효능을 증명하는 것이다.

실시예 3: 두 가지의 상이한 규정식의 반추위에서의 분해에 대한 연구의 대 상인 화합물의 상이한 용량의 효과를 연구한다. 규정식의 조성은 하기의 표 1에 나타낸다.

규정식은 알팔파 건초(반추동물을 위한 표준 유지 규정식) 또는 50%의 알팔파 건초와 시판중인 농축 사료(반추동물을 위한 표준 수유 규정식)로 구성된다.

시험관내 배양은 접종물로서 염소의 반추위액을 사용하여 수행한다.

표 1. 두 가지 실험 규정식의 화학적 조성

성분	규정식 D1	규정식 D2
	알팔파 건초	알팔파 건초+농축 사료 (1:1)
DM, g/100g 신선한 재료 g/100g 건조한 재료	92.7	91.8
유기 물질	90.5	90.2
미정제 단백질	16.5	16.6
중성 세제 불용성 섬유	51.4	41.4
산 세제 불용성 섬유	38.2	27.8
산 세제 불용성 리그닌	9.27	4.76

FM: 신선한 재료; DM: 건조한 재료; D1: 100% 알팔파 건초; D2: 50% 알팔파 건조: 50% 시판중인 농축 사료

두 규정식의 주요한 차이는 섬유성 성분(중성 세제 불용성 섬유, 산 세제 불용성 섬유 및 리그닌)의 함량에 있으며, 규정식 1에서의 함량이 규정식 2에서의 함량보다 더 많다.

그 효과를 하기 표 2에서 6까지 나타내며, 다음과 같은 것을 나타낸다:

i) 접종물의 부피와 관련하여 50 내지 750ppm 사이의 화합물 PTS의 용량은 규정식 D1의 건조한 재료의 분해의 감소를 측정하고, 시험관내 배양을 시작하여 24시간 후에 유기 물질의 분해에는 영향을 미치지 않는다(표 2).

이것은 반추동물 접종물(염소의 반추위액) 중의 미생물계에 미치는 분석된 화합물(PTS)의 항균성 효과를 나타낸다.

이런 효과는 지금까지는 흥미로운데, 왜냐하면 반추위에서의 영양소의 분해를 보호하는 것이 소장에서 동물에 활용되는 영양소의 양의 증가를 포함하기 때문이다(Salawu et al., 1999).

대변과 소변 중의 질소의 제거의 감소가 환경에 유익할 수 있다는 유익한 영향으로부터 발생하는 또 다른 관심이 있다.

ii) PTSO로 불리는 화합물의 2000ppm의 용량은 48시간 동안 시험관내 인큐베이션 후에 규정식 D1의 건조한 재료와 유기 물질의 분해를 크게 감소시키는 것을 측정하였다(표 3).

이것은 접종물(염소의 반추위액)의 미생물계에 미치는 이 화합물과 용량의 보다 강력한 항균 효과를 나타낸다. 그러한 극적인 분해성의 감소는 유익하지 않을 수 있다.

iii) PTS와 PTSO로 불리는 화합물의 10, 25, 50, 300, 700, 1000 및 2000ppm의 용량의 효과(표 3, 4, 및 5)에 대한 연구는 규정식 D1의 분해가 화합물 PTS와 화합물 PTSO 두 가지의 25ppm보다 큰 용량에 의해 영향을 받는다는 것을 나타낸다(표 6).

그러나 규정식 D2의 분해는 더 낮은 용량(10ppm)에 의해 영향을 받는다.

그러므로 규정식의 분해에 미치는 효과를 촉진하기 위해 필요한 용량은 규정식의 유형에 따라 달라지는 것 같다.

규정식 D1은 출산하지 않는 반추동물과 함께 사용되는 표준 규정식이고, 규 정식 D2는 생산하는 반추동물의 사료에 대한 표준 규정식이기 때문에, 첨가제로서 사용하고자 하는 화합물의 용량과 화합물의 취급은 동물의 생리적 상태에 따라 달라질 것이다.

어떤 경우에든지, 반추위에서의 분해의 감소는 전체 혐기성 세균, 셀룰로오스 분해 세균(마초에 풍부한 D1 유형의 규정식의 경우), 녹말 가수분해 세균(50%의 농축 사료를 포함하는 D2 유형의 규정식의 경우) 및/또는 반추위의 프로토조아(원생동물)에 대해 발휘될 수 있는 항균 효과를 나타낸다.

표 2 - 0, 50, 300 및 750ppm의 PTS를 함유하는 반추위 접종물과 함께 24시간 동안 인큐베이션한 후 규정식 D1의 건조 물질(DDM)과 유기 물질(DOM)의 분해

농도 PTS, ppm	DDM, %	평균 DDM, %	DOM, %	평균 DOM, %
0 0 0 0 0 0	40.2 33.1 41.5 48.8 38.3 38.1	40.0	42.0 34.9	38.5
50 50 50 50 50 50	37.7 37.9 34.1 35.6 37.7 39.3	37.1	38.0 38.9	38.5
300 300 300 300 300 300	38.5 40.4 37.6 36.0 35.7 36.2	37.4
750 750 750 750 750 750	40.8 37.7 43.2 39.5 37.9 38.0	39.5	39.4 36.8	38.1

표 3 - 0 및 2,000ppm의 PTSO를 함유하는 반추위 접종물과 함께 48시간 동안 인큐베이션한 후 규정식 D1의 건조 물질(DDM)의 분해

농도 PTSO, ppm	DDM, %	평균 DDM, %
0 0 0 0 0 0	51.1 49.8 49.3 50.0 48.3 49.6	49.7
2000 2000 2000 2000 2000 2000	30.9 30.2 32.0 31.4 32.2 32.7	31.6

표 4 - 상이한 농도의 첨가제 PTS와 PTSO와 함께 48시간 동안 인큐베이션한 후의 규정식 1(100% 알팔파 건초)과 규정식 2(50% 알팔파 건초 + 50% 농축 사료)의 건조 물질과 유기 물질의 분해성

규정식	첨가제	농도	DDM, %	DOM, %
D1		0	56.3	57.4
D1		0	52.8	53.8
D1	PTS	50	46.2	47.5
D1	PTS	50	46.9	45.9
D1	PTS	300	41.8	42.5
D1	PTS	300	39.4	39.5
D1	PTS	750	39.6	38.6
D1	PTS	750	39.7	39.7
D1	PTS	1000	39.1	38.6
D1	PTS	1000	39.1	38.9
D1	PTS	2000	40.2	40.3
D1	PTS	2000	38.9	39.7
D1	PTSO	50	45.5	46.0
D1	PTSO	50	45.7	45.7
D1	PTSO	300	36.6	36.2
D1	PTSO	300	35.8	34.9
D1	PTSO	750	31.0	30.2
D1	PTSO	750	29.9	29.6
D1	PTSO	1000	33.4	32.6
D1	PTSO	1000	35.6	34.7
D1	PTSO	2000	31.9	30.6
D1	PTSO	2000	28.7	27.5
D2		0	66.4	66.3
D2		0	67.2	67.4
D2	PTS	50	60.9	60.9
D2	PTS	50	58.7	58.8
D2	PTS	300	49.3	48.6
D2	PTS	300	47.2	47.1
D2	PTS	750	44.8	46.5
D2	PTS	750	42.2	44.6
D2	PTS	1000	46.1	45.6
D2	PTS	1000	45.1	44.7
D2	PTS	2000	45.7	38.9
D2	PTS	2000	44.9	38.5
D2	PTSO	50	61.1	62.2
D2	PTSO	50	63.9	64.8
D2	PTSO	300	44.4	43.7
D2	PTSO	300	46.0	45.6
D2	PTSO	750	39.9	39.0
D2	PTSO	750	36.3	35.8
D2	PTSO	1000	35.9	34.8
D2	PTSO	1000	38.4	37.3
D2	PTSO	2000	37.1	32.7
D2	PTSO	2000	36.3	32.0

표 5 - 10 및 25ppm의 화합물 PTS 및 PTSO와 함께 48시간 동안 인큐베이션한 실험 규정식의 건조 물질과 유기 물질의 분해

규정식	첨가제	농도	DDM, %	DOM, %
D1	PTS	10	54.5	54.8
D1	PTS	10	53.9	54.2
D1	PTS	25	52.5	42.9
D1	PTS	25	52.0	43.0
D1	PTSO	10	54.9	45.0
D1	PTSO	10	56.1	51.8
D1	PTSO	25	54.1	52.9
D1	PTSO	25	55.0	53.6
D2	PTS	10	64.0	63.8
D2	PTS	10	63.9	64.0
D2	PTS	25	57.4	57.6
D2	PTS	25	61.4	61.8
D2	PTSO	10	63.1	63.2
D2	PTSO	10	63.7	64.3
D2	PTSO	25	62.4	58.4
D2	PTSO	25	62.7	62.8

표 6 - 반추위 접종물에서 48시간 동안 인큐베이션한 후의 실험 규정식의 건조 물질(DDM) 및 유기 물질(DOM)의 분해성에 미치는, 상이한 농도의 화합물 PTS와 PTSO의 첨가 효과

	알팔파 건초				알팔파 건초 + 농축 사료
	DDM		DOM		DDM		DOM
첨가제, ppm	PTS	PTSO	PTS	PTSO	PTS	PTSO	PTS	PTSO
0	54.5^a	54.5^a	55.6^a	55.6^a	66.8^a	66.8^a	66.8^a	66.8^a
10	54.2^a	55.5^a	54.5^a	48.4^ab	63.9^ab	63.4^a	63.9^ab	63.8^a
25	52.3^a	54.5^a	42.9^bc	53.2^ab	59.4^b	62.5^a	59.7^b	60.6^a
50	46.6^b	45.6^b	46.7^b	45.9^b	59.8^b	61.1^a	59.8^b	63.5^a
300	40.6^c	36.2^c	41.0^c	35.5^c	48.3^c	45.2^b	47.8^c	44.7^b
750	39.6^c	30.4^d	39.2^c	29.9^c	43.5^c	38.1^c	45.5^c	37.4^c
1000	39.1^c	34.5^c	38.8^c	33.7^c	45.6^c	37.2^c	45.1^c	36.0^c
2000	39.6	30.3^d	40.0^c	29.0^c	45.3^c	36.7^c	38.7^d	32.3_c
SEM	0.802	0.992	0.910	1.532	1.036	0.992	0.967	1.245

동일한 열의 상이한 첨자 문자는 첨가제의 농도의 효과에 따른 각 값에 대한 유의할만한 차이(P<0.001)를 나타낸다; SEM: 평균의 표준 에러.

실시예 4: 규정식을 24시간 및 48시간 동안 시험관내 발효함으로써 촉진된 가스의 생성에 미치는 연구의 대상인 화합물의 상이한 용량의 효과를 연구하였다. 화합물의 조성은 표 1에 표시된다.

반추위 발효는 동물에 의해 규정식으로 섭취된 에너지의 일부가 메탄의 형태로 소실된다는 점에서 비효율적인 과정이다.

메탄은 반추위에 존재하는 고세균 작용에 의해 생성된다.

이 가스는 "온실 효과" 가스로 간주된다.

그러므로 반추위에서 그것의 생성의 감소는 두 가지의 긍정적인 효과, 즉 규정식의 에너지의 보다 효율적인 사용을 측정할 수 있기 때문에 경제적인 효과와 환경적인 효과를 포함한다(Tedeski et al., 2003; Singh et al., 2005). 그 결과는 다음과 같은 것을 나타낸다:

i) 25 내지 50ppm보다 큰 용량의 화합물 PTS와 PTSO는 규정식 D1의 발효에 의해, 24시간이나 48시간 동안 발효에 의해 생성된 가스의 양을 상당량 감소시키는 것으로 측정된다.

그러나 규정식 D2의 경우에, 발효 가스의 생성에 미치는 화합물 PTS와 PTSO의 억제 효과는 더 낮은 용량(10ppm)에서 관찰된다.

이런 관점에서 화합물 PTS와 PTSO는 유형 D2 규정식을 사용할 때 더 효과적일 것이다.

ii) 발효 가스의 생성에 미치는 화합물(PTS 및 PTSO)의 억제 효과는 시간-의존적이다.

iii) 발효 가스의 생성에 미치는 화합물(PTS 및 PTSO)의 억제 효과는 용량- 의존적이다.

발효가스의 감소는 그것이 경제적이고 환경적인 유익을 가져올 것이기 때문에 많은 관심을 끄는 것이라는 사실에도 불구하고, 앞에서 언급했던 것처럼, 이 효과의 중요성은 실시예 3에서 설명되는 반추위 분해에 미치는 효과의 중요성과 균형을 이루어야 한다.

가장 유익한 균형은 축산물 생산의 상이한 상황에서의 관심에 따라 좌우될 것이다.

가스의 생성에 미치는 연구된 화합물의 억제 효과는 대부분 메탄-생성 미생물에 미치는 그것의 효과를 통하여 발휘되는 것 같다.

본 발명의 특성과 그것을 실행하는 방식에 대해 충분하게 설명하였으므로, 반드시 추가의 설명이 있어야 당업자가 본 발명으로부터 파생되는 장점과 발명의 범주를 이해할 수 있을 것으로는 생각지 않으며, 본 발명의 본질적인 특징 내에서, 그러한 발명은 발명의 본질적인 원리가 변경되거나 변화되거나 변형되지 않는 한 얻어지는 보호범위 내에서 동등하게 포함될 수 있을 실시예에 의하여 나타난 것과 같은 구체예와 상세한 점에서 상이한 다른 구체예에서 실시할 수 있도록 수행될 수 있다고 말할 수 있다.

본 발명에서 제시된 화합물은 소화기 병리학적 과정에 반하여 동물의 방어능력을 돕고, 식이영양소의 분해성 감소를 도우며 감염과 및/또는 미생물 불균형의 조절을 발전시킴으로써 동물 성장을 촉진시키는 것 외에, 전통적으로 사료에 존재하는 화합물(예컨대 마늘, 양파, 파 등)의 장점을 가짐으로써, 사료에 항생물질을 소비하는 것을 방지하며, 따라서 동물에게서 항생물질에 대한 내성이 계속해서 발생하는 것을 방지한다. 또한 이들 화합물은 반추동물에서 비효율적인 사료 소화과정 동안 생성되는 가스의 방출로 인해 유발된 온실효과를 감소시키는 데에도 기여한다.

Claims

부추과 식물로부터 유도되며 동물 사료에 항균제로서 사용할 것을 목적으로, 그리고 그것의 항균 특성으로 인해 성장 촉진제로서 사용되는 항생물질의 대체물로서 천연 첨가제로서 사용되는 항균 화합물의 용도에 있어서,

상기 항균 화합물은 부추속 식물로부터 유도되는 화합물이며, 그 화합물은 구체적으로 프로필 프로필티오술피네이트(PTS)이고, 저용량에서도 높은 억제 능력을 가지는 항균 활성의 광역 스펙트럼을 나타내는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 동물 사료에 천연 첨가제로서 사용되는 부추과 식물로부터 유도된 항균 화합물의 용도.
제 1 항에 있어서,

상기 사용된 화합물은 다르게는 프로필 프로필티오술포네이트(PTSO)로서, 프로필 프로필티오술피네이트(PTS)와 구조적으로 유사하지만 단지 산소 작용기가 하나 더 존재하는 점이 다른 화합물이며, 그것의 작용 메커니즘은 항균 활성에 기여하는 분자의 부분이 동일하기 때문에 두 화합물에 대해 동일하고, 두 화합물 사이의 유일한 차이는 화합물 프로필 프로필티오술포네이트가 보다 큰 극성으로부터 유도되어 휘발성이 보다 낮다는 것이고, 그것은 시간이 지남에 따라 화합물에 보다 일정한 효능을 부여하는 것을 특징으로 하는 동물 사료에 천연 첨가제로서 사용되는 부추과 식물로부터 유도된 항균 화합물의 용도.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

프로필 프로필티오술피네이트와, 다르게는 프로필 프로필티오술포네이트인 상기 화합물들이 별도로 존재할 수 있고(순도는 95% 이상), 상이한 비활성 물질이나 사료 코팅에 캡슐화되거나 그 위에 지지될 수 있는 것을 특징으로 하는 동물 사료에 천연 첨가제로서 사용되는 부추과 식물로부터 유도된 항균 화합물의 용도.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동물 사료에 첨가제로서 사용될 상기 화합물의 용량은 그 화합물이 포함되는 규정식의 유형, 동물의 생리적 상태(생산성인지 아닌지) 및 추구하는 효과(소화기 병리학적 과정과 비효율적인 발효를 방지하거나 상기 언급된 것들을 치료하기 위하여)에 따라 좌우될 것이고, 적용 분야에 따라 5ppm 내지 50,000 ppm 사이의 가변적인 농도 범위로 사용될 수 있으며, 상기 용량은 별도의 순수한 활성 화합물에 관련된 것(고성능 액체 크로마토그래피에 의해 측정된 95% 보다 큰 순도)을 특징으로 하는 동물 사료에 천연 첨가제로서 사용되는 부추과 식물로부터 유도된 항균 화합물의 용도.