KR20100069834A

KR20100069834A - 가축용 사료 첨가제

Info

Publication number: KR20100069834A
Application number: KR1020080128372A
Authority: KR
Inventors: 김상호; 김지혁; 강근호; 나재천; 유동조
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2010-06-25
Also published as: KR101080266B1

Abstract

본 발명은 가축용 사료 첨가제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 20 내지 30 중량%의 겨우살이, 20 내지 50 중량%의 인진쑥 및 30 내지 50 중량%의 녹차를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 약용 식물 추출물; 및 30 내지 50 중량%의 마늘, 20 내지 40 중량%의 마늘쫑 및 20 내지 40 중량%의 양파를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 인경 채소 추출물을 포함하는 가축용 사료 첨가제에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가축용 사료 첨가제는 가축에게 급여시 육계 및 계란 생산성 향상, 가축 건강 증진, 계란 품질 및 저장성 향상 등의 효과가 있으며, 성장촉진용 항생제와 비교할 때 대등하거나 우수한 결과를 보임으로 추후 천연 항생제 대체물질로서 사용이 가능하다.

육계, 산란계, 약용식물, 인경채소, 생산성, 생리활성, 계란 품질, 계란 저장성

Description

가축용 사료 첨가제{The feed additive including plants extract mixture was excellent to alternate antibiotic growth promoters and its using method in animal feed}

본 발명은 생리활성효과가 우수한 약용식물 및 인경채소 혼합 추출물을 이용한 성장 촉진용 항생제 대체물질 개발 및 그 이용방법에 관한 것이다.

가축 사료 내에 성장촉진용 항생제의 사용은 가축의 생산성 극대화, 고밀도 사육 및 열악한 사육 환경으로 인한 질병 발생 예방을 목적으로 하고 있다. 그러나 축산물 내 항생제 잔류 및 내성균 출현 등의 문제가 대두되면서 성장촉진용 항생제의 사용에 대한 규제가 강화되고 있으며, 수입 축산물에 대한 경쟁력 제고 및 소비자의 안전 축산물에 대한 요구에 따라 무항생제 축산물에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 무항생제 사육시 가축 생산성 저하 및 질병 발생 증가 등이 문제가 되고 있어 그 대응책이 시급한 실정이다. 한방 발효물, essential oil, herb extract 등 다양한 종류의 식물추출물이 항생제 대체를 목적으로 시판, 사용되고 있으나 제품 간 그 효과 및 품질에 차이가 크고 검증된 자료가 부족하다. 또한 원료가 되는 식물체의 재배 환경, 저장 기간, 추출 및 가공 방법에 따라 품질 변동이 크고, 수 요 및 수급량에 따라 가격 변동이 심해 실용화하기 어려운 실정이다.

본 발명은 성장촉진용 항생제 대체물질 개발을 위해 약용식물 및 인경채소의 혼합비율별 항균, 항산화 활성 변화 비교를 통해 최적 비율을 구명하고, 구명된 최적 비율로 사료조성물을 개발하여 이를 육계 및 산란계 사료 내 첨가 급여함으로써 그 효과를 검증하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 20 내지 30 중량%의 겨우살이, 20 내지 50 중량%의 인진쑥 및 30 내지 50 중량%의 녹차를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 약용 식물 추출물; 및 30 내지 50 중량%의 마늘, 20 내지 40 중량%의 마늘쫑 및 20 내지 40 중량%의 양파를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 인경 채소 추출물을 포함하는 가축용 사료 첨가제를 제공한다.

<시험 1> 인경채소 및 약용식물 추출물의 최적 조합비율 구명

방법 1) 인경채소 3종(마늘, 마늘쫑, 양파)을 50℃에서 건조시켜 분쇄한 후 1g 당 물 10mL를 넣고 100℃에서 4시간 동안 중탕 가열 한 후 여과하여 액상 추출물을 얻었다. 얻어진 식물 추출물의 고형분 중량을 측정하여 추출수율 구하고, DPPH를 이용하여 항산화활성(전자공여능)을 측정하였다. 또한 액체희석법을 이용하여 유해균(Salmonella typhimurium , Escherichia coli , Staphylococcus aureus)에 대한 항균활성(성장저해율)을 조사하였다. 약용식물(겨우살이, 녹차, 인진쑥) 역시 상기와 동일한 방법으로 추출하여 추출수율, 항산화, 항균 활성을 조사하였다. 이렇게 얻어진 추출물별 추출수율, 항산화, 항균 활성과 경제성 및 취급 용이성 등을 종합적으로 고려하여 최적 조합비율을 결정하였다.

결과 1) 마늘, 마늘쫑 및 양파 추출물 비율에 따른 추출수율, 항산화활성 및 항균활성은 표 1에 나타냈다. 마늘의 비율이 증가할수록 항균활성 및 추출수율 증가하였으며, 항산화 활성은 마늘쫑의 비율이 증가할수록 증가하였다. 인경채소의 경우 면역활성 및 항산화활성이 우수한 마늘쫑의 비율을 30%로 고정하고 항균활성 및 추출수율이 높은 마늘의 비율을 40%로 하고 양파의 비율을 30%로 하였다. 약용식물 3종 추출물의 경우 녹차 및 인진쑥의 비율이 증가할수록 항산화 및 항균 활성이 증가하였으며, 녹차 및 겨우살이가 증가할수록 추출수율이 증가하였다(표 2). 약용식물 3종 추출물의 경우 면역 활성을 목적으로 사용한 겨우살이의 비율을 20%로 고정하고 인진쑥과 녹차의 비율을 각각 30%, 50%로 하였다. 또한 인경채소 추출물과 약용식물 추출물의 첨가에 따른 상승효과를 구명하기 위하여 두 추출물의 50:50비율로 혼합하여 육계 및 산란계에 사양시험에 사용하기로 결정하였다. 최종 적으로 결정된 인경채소 및 약용식물 추출물의 생리활성효과는 표 3에 제시하였다.

<표 1> 약용식물 추출물 비율별 추출수율, 항산화활성, 항균활성

약용식물 혼합 비율			추출 수율 (%)	원가 (원/kg)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	항균활성²(%)
마늘	마늘쫑	양파	추출 수율 (%)	원가 (원/kg)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	살모넬라³	대장균³	포도상구균³
10	30	60	29.21	14,470	0.76	45.2	39.0	41.08
20	30	50	29.68	14,820	0.91	47.0	41.1	42.0
30	30	40	30.05	15,250	1.08	48.8	43.2	42.8
40	30	30	30.67	15,480	1.16	53.7	46.4	45.1
50	30	20	31.00	15,790	1.31	55.5	48.5	46.1

¹Concentration of DPPH radicals and hydroxyl radicals were scavenged by 50%

²Bacterial inhibitory rate per 1ml medicinal plants extracts.

³ Salmonella typhimurium (KCTC1925), Escherichia coli (KACC10115), Staphylococcus aureus (KACC10196).

<표 2> 약용식물 추출물 비율별 추출수율, 항산화활성, 항균활성

약용식물 혼합 비율			추출수율 (%)	원가 (원/kg)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	항균활성²(%)
인진쑥	녹차	겨우살이	추출수율 (%)	원가 (원/kg)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	살모넬라³	대장균³	포도상구균³
70	10	20	20.1	22,200	0.40	32.0	23.5	31.4
60	20	20	20.8	22,550	0.38	35.4	26.5	32.9
50	30	20	21.4	22,850	0.36	39.3	29.5	34.2
40	40	20	22.1	23,180	0.33	42.5	32.5	36.0
30	50	20	23.9	23,450	0.31	50.7	38.8	42.6

¹Concentration of DPPH radicals and hydroxyl radicals were scavenged by 50%

²Bacterial inhibitory rate per 1ml medicinal plants extracts.

³ Salmonella typhimurium (KCTC1925), Escherichia coli (KACC10115), Staphylococcus aureus (KACC10196).

<표 3> 식물추출 혼합물의 추출수율, 항산화활성, 항균활성

구 분	추출수율 (%)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	항균활성²(성장저해율, %)
구 분	추출수율 (%)	항산화활성¹ (RC₅₀, mg)	살모넬라³	대장균³	포도상구균³
약용식물 추출 혼합물	23.9	0.31	50.7	38.8	42.6
인경채소 추출 혼합물	30.6	1.16	53.7	46.4	45.1
식물추출 혼합물	28.4	0.72	53.1	43.8	44.2

¹Concentration of DPPH radicals and hydroxyl radicals were scavenged by 50%

²Bacterial inhibitory rate per 1ml medicinal plants extracts.

<시험 2> 식물 추출 혼합물의 분말화를 위한 부형제 선발

방법 2) 액상 형태인 식물 추출물의 저장 안정성 및 제형화를 위하여 부형제를 선발하였다. 사료공정서에 의거하여 규산염 광물질의 하나인 세피오라이트(sepiolite), 일반적으로 부형제로 많이 이용되는 소맥피와 전분 그리고 약용식물 추출시 발생하는 추출부산물, 목탄을 활성화시킨 활성탄의 흡습 안정성 및 용해도를 조사하였다.

결과 2) 표 4와 도 1은 부형제별 용해도 및 흡습 안정성을 비교한 것이다. 용해도에 있어서는 추출부산물이 가장 우수하였으며 소맥피, 전분 순이었고 활성탄에서 가장 낮은 용해도를 보였다. 일반적으로 부형제의 용해도는 중요한 품질특성 중 하나로 용해도가 높을수록 고품질로 간주된다. 흡습에 따른 중량은 경시적으로 증 가하였고 부형제의 종류에 따라 차이를 보였다. 다공성 물질로서 수분에 대한 흡착력이 강한 활성탄의 경우 가장 급속하게 흡습되었으며, 당 함량이 높은 전분 역시 높은 흡습도를 보였다. 흡습성은 저장 안정성과 밀접한 관계가 있고 흡습성이 크면 분말의 고화(caking) 현상을 용이하게 하여 저장 안정성에 부정적인 영향을 미친다. 본 발명을 통해 흡습 안정성 및 용해도가 우수한 추출부산물과 소맥피를 부형제로 사용하기로 결정하였으며, 추출시 생산되는 추출부산물 양을 계산하여 추출부산물과 소맥피 비율을 10:90(중량대비)으로 하여 혼합하고 70℃에서 건조시킨 후 액상 형태인 상기 언급한 식물 추출물과 혼합하여 사료조성물의 최종 농도가 20mg/g이 되게 하였다. 이를 통해 액상 형태에 따른 보존성 및 저장성 측면에서 발생할 수 있는 문제를 해결하였으며, 취급 및 이용을 간편하게 하였다. 본 사료조성물 제조 공정은 도 3에 나타내었다.

<표 4> 부형제별 용해도 비교

구 분	세피오라이트	소맥피	전분	추출부산물	활성탄
----- % -----
용해도	85.8	88.0	87.4	89.5	83.3

<시험 3> 육계 사료 내 식물추출 혼합물 첨가급여 효과

방법 3) 개발된 인경채소 및 약용식물 추출물을 사료 내 첨가하여 1일령 육계를 대상으로 평사에서 5주간 사양시험을 실시하였다. 비교예 1은 항생제 무첨가구이며, 비교예 2는 항생제(아빌라마이신 10ppm + 살리노마이신 50ppm) 첨가구이다. 실시예 1은 인경채소 추출물200ppm 첨가, 실시예 2는 약용식물 추출물 2(인진쑥:녹차:겨우살이=30:50:20) 200ppm 첨가, 실시예 3는 인경채소 추출물과 약용식물 추출 물을 각각 100ppm씩 첨가하였다(표 5). 실시예의 경우 항생제 및 항콕시듐제를 첨가하지 않았다.

<표 5> 육계 사양 시험 처리

구 분	항생제 첨가	처리 내용
비교예 1	×	-
비교예 2	○	아빌라마이신 10ppm + 살리노마이신 50ppm
실시예 1	×	인경채소 추출물(마늘:마늘쫑:양파=40:30:30) 200ppm
실시예 2	×	약용식물 추출물 2(인진쑥:녹차:겨우살이=30:50:20) 200ppm
실시예 3	×	약용식물 추출물 2 + 인경채소 추출물, 100ppm씩

결과 3) 표 6은 육계 생산성을 비교한 것이다. 모든 실시예가 비교예 1에 비해 5주 체중, 증체량이 증가하였으며, 특히 실시예 3의 경우 5주 종료 체중 및 증체량이 1,828g과 1,791g으로 항생제 첨가구인 비교예 2와 동일한 결과를 나타냈다. 실시예의 사료 요구율 비교예 1에 비해 개선되었다. 약용식물 및 인경채소 추출물의 단일 급여시보다 혼합 급여시 더 효과가 있었다.

<표 6> 육계 생산성 비교

구 분	개시체중 (g)	5주 체중 (g)	증체량 (g)	사료섭취량 (g)	사료요구율
비교예 1 (무항생제)	39.9	1,692(100)	1,655(100)	2,879(100)	1.74(100)
비교예 2 (항생제)	40.0	1,828(108)	1,791(108)	2,944(102)	1.64(94)
실시예 1 (인경)	39.8	1,752(104)	1,715(104)	2,878(100)	1.68(97)
실시예 2 (약용)	39.9	1,771(105)	1,734(105)	2,900(101)	1.68(97)
실시예 3 (약용+인경)	39.8	1,828(108)	1,791(108)	2,957(103)	1.65(95)

( )내는 비교예 1 대비 지수

표 7은 혈액 내 생화학 조성을 비교한 것이다. 모든 실시예에 있어서 혈액 내 콜레스테롤이 감소하였으며, 간 및 신장의 손상 정도를 나타내는 지표인 BUN, TP, AST 및 ALT가 비교예 1, 2에 비해 감소하여 강력한 항산화 작용을 통해 세포 손상을 억제하는 것을 확인하였다.

<표 7> 혈액 내 대사물¹ 비교

구 분	콜레스테롤 (mg/dL)	BUN (mg/dL)	TP (g/dL)	AST (U/L)	ALT (U/L)
비교예 1 (무항생제)	156.6(100)	2.71(100)	3.27(100)	229.6(100)	2.44(100)
비교예 2 (항생제)	158.3(101)	1.92(71)	3.34(102)	228.8(99)	2.39(98)
실시예 1 (인경)	131.2(84)	1.77(65)	3.14(96)	216.7(94)	1.92(79)
실시예 2 (약용)	147.4(94)	1.86(69)	3.19(98)	216.3(94)	2.03(83)
실시예 3 (약용+인경)	141.7(91)	1.98(73)	3.00(92)	214.6(94)	1.98(81)

( )내는 비교예 1 대비 지수

¹BUN:blood urea motrogen, TP:total protein, AST:aspartate aminotransferase, ALT:alanine aminotransferase.

<시험 4> 산란계 사료 내 식물추출 혼합물 첨가급여 효과

방법 4) 35주령 산란계에게 개발된 약용식물 및 인경채소 추출물을 사료 내 첨가하여 케이지에서 10주간 사양시험을 실시하였다. 비교예 1은 항생제 무첨가구로 하였으며, 실시예는 육계 사양시험과 동일하였다(표 8).

<표 8> 산란계 사양 시험 처리

구 분	항생제 첨가	처리 내용
비교예	×	-
실시예 1	×	인경채소 추출물(마늘:마늘쫑:양파=40:30:30) 200ppm
실시예 2	×	약용식물 추출물(인진쑥:녹차:겨우살이=30:50:20) 200ppm
실시예 3	×	약용식물 추출물 + 인경채소 추출물, 100ppm씩

결과 4) 표 9는 계란 생산성을 비교한 것이다. 모든 실시예가 비교예 1에 비해 산란율 및 일산란량이 증가하였다. 사료요구율에 있어서 실시예 1, 2, 3에서 각각 96%, 98%, 96% 및 93%로 개선되었다.

<표 9> 계란 생산성 비교

구 분	산란율 (%)	평균난중 (g)	사료섭취량 (g)	일산란량	사료요구율
비교예 (무항생제)	86.3(100)	62.3(100)	107.9(100)	53.7(100)	2.01(100)
실시예 1 (인경)	88.6(103)	61.4(99)	108.0(101)	56.1(104)	1.93(96)
실시예 2 (약용)	91.2(106)	60.7(97)	108.7(101)	55.4(103)	1.97(98)
실시예 3 (약용+인경)	91.9(106)	63.0(101)	107.8(100)	58.0(108)	1.86(93)

( )내는 비교예 1 대비 지수

도 2는 계란의 신선도를 나타내는 지표인 Haugh Unit의 변화를 비교한 것이다. 비교예 1에 비해 모든 실시예에서 Haugh Unit이 향상되는 것을 알 수 있었으며, 이 결과를 통해 계란 생산성 뿐만 아니라, 계란 품질에도 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

표 10 및 표 11은 저장 기간에 따른 Haugh Unit 및 지방 산화도의 변화를 비교 조사한 것이다. 모든 실시예에서 저장 기간에 의한 계란 품질의 저하를 감소시켰다. 본 실험 결과를 통해 약용식물 및 인경채소 추출물에 첨가 급여시 계란 수요 감소, 농장 및 유통 업체에서의 장기간 계란 저장에 의한 계란 품질 저하를 감소시켜 소비자에게 보다 우수한 품질의 계란을 제공할 수 있음이 확인되었다.

<표 10> 저장기간에 따른 Haugh Unit 비교

구 분	0일	3일	7일	14일
비교예 (무항생제)	100.5(100)	82.4(100)	76.3(100)	60.0(100)
실시예 1 (인경)	100.4(100)	82.7(100)	80.4(105)	62.2(104)
실시예 3 (약용)	101.3(101)	84.3(102)	79.4(104)	63.1(105)
실시예 5 (약용+인경)	101.1(101)	84.6(103)	80.1(105)	62.4(105)

( )내는 비교예 1 대비 지수

<표 11> 저장기간에 따른 지방 산화도 비교

구 분	0일	3일	7일
MDA/ml
비교예 (무항생제)	0.84(100)	1.19(100)	1.72(100)
실시예 1 (인경)	0.82(98)	1.10(92)	1.63(95)
실시예 3 (약용)	0.82(98)	1.06(89)	1.62(94)
실시예 5 (약용+인경)	0.80(95)	1.05(88)	1.63(95)

( )내는 비교예 1 대비 지수

도 1은 부형제별 용해도 및 흡습 안정성을 비교한 것이다.

도 2는 계란의 신선도를 나타내는 지표인 Haugh Unit의 변화를 비교한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 가축용 사료 조성물의 제조 방법을 나타낸다.

Claims

20 내지 30 중량%의 겨우살이, 20 내지 50 중량%의 인진쑥 및 30 내지 50 중량%의 녹차를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 약용 식물 추출물; 및

30 내지 50 중량%의 마늘, 20 내지 40 중량%의 마늘쫑 및 20 내지 40 중량%의 양파를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 액상 인경 채소 추출물을 포함하는 가축용 사료 첨가제.
제 1 항에 있어서,

상기 약용 식물 혼합 추출물 및 인경 채소 혼합 추출물의 혼합비는 1:1인 것을 특징으로 하는 가축용 사료 첨가제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 사료 첨가제에

상기 겨우살이, 인진쑥 및 녹차를 중탕 가열한 후 여과하여 얻어진 고체상의 추출부산물 10 중량% 및 소맥피 90중량%를 혼합하여 70℃에서 건조시켜 얻어진 부형제를 혼합한 것을 특징으로 하는 가축용 사료 첨가제.
제 3 항에 있어서,

상기 부형제의 농도는 20㎎/g인 것을 특징으로 하는 가축용 사료 첨가제.
제 5 항에 있어서,

상기 사료 첨가제는 육계 및 산란계용인 것을 특징으로 하는 가축용 사료 첨가제.