KR20100083425A - 친환경 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료 - Google Patents

친환경 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가축용 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료에 관한 것으로서, 항생제 사용량을 대폭 줄이고 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 가축에 대한 유효 생리활성을 확보하면서, 섬유질이 풍부하고 항균력이 있는 마늘 부산물 및 마늘 성분에 대한 내성 및 소화기관에서 생존력이 높아 가축에 대한 급여의 목적을 달성할 수 있는 생균제를 포함하는 가축용 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있는 발명이다.

Description

친환경 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료{Eco-friendly composite feed additives for livestock and feed including the same}
본 발명은 친환경 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료에 관한 것이다.
일반적으로 소, 돼지, 닭, 오리 등 가축을 사육할 때에는 영양소가 골고루 균형있게 배합 조제된 배합 사료를 사용한다. 이러한 배합 사료는 여러 가지 원료에 사료 첨가물을 첨가하여 사용 목적에 맞게 영양소를 배합 조제한 것으로 보존하기 좋고 사용법이 간편한 장점이 있다.
가축의 육종 사업, 사료 산업의 발전과 항생제를 질병치료 뿐만 아니라 질병의 예방과 성장 촉진 목적으로 사용하면서 가축 생산성이 크게 발전하였고, 대규모 사양 방식으로 전환이 가능하였으나, 생산성 위주의 육종으로 말미암아 가축은 스트레스 감수성이 증가하였고, 시대의 흐름이 항생제 사용을 규제하면서 항생제의 대체물질 개발에 대한 중요성이 강조되었다.
한편, 마늘은 식물분류학적으로 백합과 알리움속에 속하는 다년생 구근 식물로 아시아 서부가 원산지이며 세계로 보급되어 각지에서 재배되고 있으며, 인체에 이로운 여러 가지 효능이 알려져 있다.
대표적인 마늘의 효능은 인체에 작용하여 체력을 증강, 기관과 세포의 활력을 증진시키고, 혈전을 녹여 막힌 혈관을 뚫어주고 혈액순환을 촉진하여 혈압을 조절하여 주고, 콜레스테롤을 제거해주므로 고혈압이나 동맥경화를 예방할 수 있다. 또한 체내 유해물질의 해독 및 강력한 살균 및 항균작용을 하며, 당뇨를 개선하고 노화를 억제하여 줄 뿐만 아니라 신경안정 및 진정효과가 있다.
최근 마늘이 병원균 등의 증식을 억제하는 항균작용이 부각되면서 이를 소, 돼지, 닭, 오리 등의 가축 배합사료로 활용하려는 시도가 이루어지고 있다(대한민국 공개특허 제2004-69487호, 대한민국 등록특허 제466609호, 제525663호 및 제725926호).
이러한 기술들에서는 재배된 마늘에서 줄기, 뿌리, 표피 등의 부산물을 제거한 후 활용하고 있다. 그러나 마늘의 줄기, 뿌리, 표피와 같은 마늘 부산물의 발생량은 마늘의 약 15중량%를 차지하고 있으며, 대부분 폐기되고 있어 경제적인 측면과 환경적인 측면에서 많은 문제점을 갖고 있다.
또한 현재 가축사육에 있어 다양한 종류의 생균제를 배합사료에 혼합하여 사용하고 있다. 생균제를 가축의 사료에 첨가할 경우 사료의 소화 촉진, 질병 방지 등의 효과를 기대할 수 있다. 특히, 2006년 이후 항생제는 치료목적으로 사용되어야 하고, 가축의 성장 촉진 목적으로 사용할 수 없게 됨에 따라 생균제의 필요성이 더욱 강조되고 있다. 더 나아가 최근 국민의식의 변화, 안전축산물의 요구, 고급축산물 또는 브랜드화 요구 및 축산환경개선, 질병의 예방 측면에서 생균제의 중요성 이 다시 부각되고 있다. 종래에는 생균제를 배합사료에 단순 혼합하여 사용하고 있고, 특히 마늘 성분이 포함된 배합 사료에 생균제를 혼합할 경우 마늘 성분에 의하여 생균제가 생존하지 못할 수도 있으며, 또한 소화기관을 지나면서 소화액에 의하여 생균제가 생존하지 못할 수도 있는데, 이 경우 생균제 급여의 목적을 달성하기 어려운 문제가 있다.
아울러 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)은 탄소 5개의 아미노산으로 인간을 포함하는 생물체내에 클로로필(Chlorophyll)과 헴(Heme)과 같은 테트라피롤(tetrapyrrole) 생합성 과정의 필수적인 전구체이다. 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)은 오래전부터 식물성장촉진제, 생분해성 제초제, 면역증강제 등의 다양한 생리활성을 가진 것으로 널리 알려졌으며 최근에는 암 치료제로도 사용되고 있다. 또한, 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)은 가축에 투여할 경우 혈액중의 철분, 헤모글로빈 등이 증대되어 면역력을 높이고 성장을 촉진시키는 것으로 알려져 있다.
이러한 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 생리활성을 가축 사료 첨가제에 활용하려는 시도의 예로 한국등록특허 제459918호에는 델타아미노레불린산을 함유하는 생육촉진용 가축사료 첨가제가 개시되어 있는데 이는 단순히 기존의 배합사료에 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)을 첨가하는 것이다. 여기에는 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)을 통상적인 사용량의 항생제와 혼용하는 경우가 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)을 단독으로 사용하는 경우보다 효과가 더 높은 것으로 나타났으나 항생제 사용량을 대폭 줄이려는 시도는 이 루어지지 않았다.
5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 또 다른 활용 예로서 일본공개특허 2003-40770호에는 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)를 이용한 돼지의 생육촉진제 및 생육촉진방법이 개시되어 있다. 일본 공개특허 2003-40770호에는 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)과 철 성분을 혼용하는 경우가 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)을 단독으로 사용하는 경우보다 돼지의 생육촉진 효과가 크게 증가된다고 나타났으나, 이 경우 별도로 철 성분을 첨가해야 하므로 번거로우며 경제적으로도 불리한 단점이 있다.
본 발명은 항생제 사용량을 대폭 줄여도 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 가축에 대한 유효 생리활성을 확보할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명은 별도로 철 성분을 첨가하지 않아도 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)과 철 성분의 상승작용을 확보할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명은 섬유질이 풍부하고 항균력을 갖고 있는 마늘 부산물을 이용하여 항생제 사용을 줄일 수 있고 가축의 대사작용을 도울 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명은 마늘 부산물과 함께 마늘 성분에 대한 내성이 있는 생균제를 포함하여 가축에 대한 생균제 급여의 목적을 달성할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명은 소화기관에서도 생존률이 높은 생균제를 포함하여 가축에 대한 생균제 급여의 목적을 달성할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명은 광물질을 함유하는 다공체를 포함하여 생균제를 안정적으로 존재, 유지시키고, 악취성 물질을 흡착할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 일 구현예로서 마늘의 줄기, 뿌리 및 표피 중 선택된 1종 이상의 마늘 부산물 및 5-아미노레불린산을 포함하는 복합 사료 첨가제를 제공한다.
상기 구현예에서, 마늘 부산물은 단경기준으로 평균입경 0.1 ~ 1㎜인 분쇄물인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 5-아미노레불린산은 마늘 부산물에 대하여 0.001~0.1중량% 포함되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 가축용 사료 첨가제는 생균제를 더 포함하며, 상기 생균제는 MRS 배지(DIFCO 0881)에 마늘 추출물을 첨가하여 제조한 마늘 성분을 함유한 배지에 접종하였을 때 35 ~ 40℃에서 24 ~ 48시간 배양한 후에 생존하는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 생균제는 마늘 부산물 단위 중량당 105 ~ 1010cfu/g 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 가축용 사료 첨가제는 평균 입경이 0.01~0.5㎜인 다공체를 더 포함하며, 마늘 부산물에 대하여 5~20중량% 포함되는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 다공체는 기공 크기가 0.01~1㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 15~40%로 분포되고, 기공 크기가 10~150㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 60~85%로 분포되며, Si, Ca, Al, Fe, Mg, S, Na 및 K 중 1종 이상의 광물질을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 바람직한 다른 구현예로서, 상기의 가축용 사료 첨가제를 사료 총 중량에 대하여 0.1 ~ 3중량% 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 항생제 사용량을 대폭 줄이고 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 가축의 면역력을 높이고 성장을 촉진시키는 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 가축에 대한 유효 생리활성을 확보할 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 섬유질이 풍부하고 항균력을 갖고 있는 마늘 부산물을 이용하여 항생제 사용을 줄일 수 있고 가축의 대사작용을 도울 수 있는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 마늘 부산물과 함께 마늘 성분에 대한 내성이 있는 생균제를 포함하여 가축에 대한 생균제 급여의 목적을 달성할 수 있도록 한 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 소화기관에서도 생존률이 높은 생균제를 포함하여 가축에 대한 생균제 급여의 목적을 달성할 수 있도록 한 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 높은 다공성과 우수한 기공구조를 가지는 다공체를 포함하여 생균제를 안정적으로 존재, 유지시키며 악취성 물질을 흡착하고 칼슘을 포함하는 다양한 광물질을 제공하는 복합 사료 첨가제 및 이를 포함하는 가축용 사료를 제공할 수 있다.
본 발명은 마늘 부산물을 이용함으로써 폐기물을 재활용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예로서 마늘의 줄기, 뿌리 및 표피 중 선택된 1종 이상의 마늘 부산물의 분쇄물 및 5-아미노레불린산을 포함하는 가축용 사료 첨가제를 제공한다.
5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)은 가축의 면역력을 높이고 성장을 촉진시키는 장점을 가지고 있는 것으로 널리 알려져 있다. 구체적으로, 동물의 경우 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)이 적혈구의 분화 및 숙성, 헤모글로빈의 증가 속도를 증대시키는 역할을 하게 된다. 헤모글로빈은 4개의 철 원자에 각각 산소 한분자씩이 결합되어 적혈구 내에 존재하며, 산소의 이동에 핵심 역할을 하게 되며, 이러한 적혈구 및 헤모글로빈이 적어지면 빈혈이 발생하게 된다. 식물의 경우, 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 함량이 잎 내 엽록소의 성숙, 분화, 수를 증가시키기 때문에 작물의 생산성 향상이 가능하도록 한다. 식물의 잎에 투여해 광합성 작용을 촉진함으로써 기능성 비료로 작용하며, 농도를 조절하면 원하는 식물의 종에만 작용하는 제초제로 사용할 수 있다.
마늘 부산물은 섬유질을 다량 포함하고 있어 가축의 장내에서 유효 미생물의 번식을 돕는 역할을 기대할 수 있을 뿐만 아니라 대사작용에도 기여하는 역할을 한다. 또한 마늘 부산물은 표피를 벗겨낸 마늘과 같은 항균효능을 갖고 있으며, 마늘 부산물의 유효성분 중 일부 성분은 표피를 벗겨낸 마늘보다 마늘 부산물에 많이 함유되어 있다. 따라서 가축에게 급여하면 대사작용에 기여하며, 칼슘, 칼륨, 마그네슘과 같은 성분의 공급이 늘어날 수 있으며, 항균력을 제공하므로 항생제 사용을 대폭 줄이더라도 질병의 발생을 억제하여 가축의 폐사율을 줄이면서도 버려지는 마늘 부산물의 폐기물 처리량도 줄일 수 있다.
마늘 부산물과 마늘 부산물을 제외한 마늘의 성분분석결과의 일례는 하기 표 1과 같다.
구분 마늘부산물 마늘
조단백질(%) 8.16 7.90
조지방(%) 1.38 0.85
탄수화물(%) 67.81 27.35
식이섬유(%) 67.68 9.45
칼슘(㎎/100g) 1,864.87 19.20
인(㎎/100g) 0.24 212.36
나트륨(㎎/100g) 69.81 15.35
칼륨(㎎/100g) 2,639.22 679.06
마그네슘(㎎/100g) 258.52 25.35
비타민B1(㎎/100g) 0.92 0.15
비타민B2(㎎/100g) 0.22 0.19
나이아신(㎎/100g) 2.25 0.47
비타민C(㎎/100g) 불검출 4.13
유황(%) 0.2 0.7
따라서 사료의 주요 성분이 되는 조단백질, 조지방, 탄수화물의 함량은 오히려 마늘 부산물이 높은 것을 볼 수 있으며, 식이섬유, 칼슘, 나트륨, 마그네슘을 비롯하여, 비타민 B1, B2 및 비타민 B3인 나이아신도 마늘 부산물에 더 많이 포함되어 있는 것을 볼 수 있다. 비타민 B1은 마늘의 주요 성분인 알리신(allicin)과 결합하여 활성 비타민을 생성함으로써 비타민 B1의 흡수율을 높이는 작용을 하며, 나이아신은 콜레스테롤과 중성지방을 저하시키는 역할을 한다.
또한 마늘 부산물에는 다량의 철 성분이 함유되어 있으며 그 함유량은 표피를 벗겨낸 마늘보다도 훨씬 높다. 마늘 부산물과 마늘 부산물을 제외한 마늘의 철 성분 분석결과는 하기 표 2와 같다.
구분 마늘 부산물 (㎎/100g) 마늘 (㎎/100g)
원산지 A 55.19 0.80
원산지 B 65.67 0.82
원산지 C 41.57 0.82
원산지 D 82.45 0.93
그러므로 본 발명은 현재 대부분 폐기되고 있는 이러한 마늘 부산물을 활용하여 경제적 및 환경적인 측면을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 마늘 부산물의 항균효능과 마늘 부산물에 함유되어 있는 철 성분을 이용함으로써 항생제 사용량을 대폭 줄이고, 더욱이 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 가축에 대한 유효 생리활성을 극대화시킬 수 있는 가축용 사료 첨가제를 제공할 수 있다.
본 발명의 사료 첨가제에 투입되는 상기 마늘 부산물은 가축이 섭취가 용이한 분쇄물 형태로 투입되는 것이 바람직하며, 분쇄방법은 특별히 제한되지 않으며 공지된 방법을 사용할 수 있는데, 예컨대, 핀 밀 분쇄 등의 방법을 사용할 수 있으며, 가공된 마늘 부산물의 형태는 침상형일 수 있다.
이렇게 분쇄되는 마늘 부산물은 가축의 섭취 편의성, 소화 및 흡수의 용이성과 배합 사료와의 혼합 효율성을 고려하여, 침상형 분쇄물의 단경기준으로 평균입경 0.1 ~ 1㎜인 것이 바람직하며, 함수율은 5~15%인 것이 바람직하다.
본 발명의 가축용 사료 첨가제에 포함되는 5-아미노레불린산은 미생물 또는 효소에 의해 제조되거나 화학합성에 의해 제조되는 것 중 선택하여 사용할 수 있으며, 마늘 부산물 ㎏당 0.01~1g, 즉, 마늘 부산물에 대하여 0.001~0.1중량% 포함되는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 사료 첨가제는 생균제를 더 포함할 수 있다. 생균제는 가축의 소화기관으로 이동하였을 때 사료의 소화촉진, 질병방지 등의 역할을 하기 때문에 항생제 사용량을 대폭 줄여도 5-아미노레불린산(5-Aminolevulinic acid)의 가축에 대한 유효 생리활성을 갖는데 큰 효과가 있다. 특히 본 발명에 투입되는 생균제는 사료 첨가제에 포함된 마늘 부산물 내의 마늘 성분에도 불구하고 생존 가능한, 마늘 성분에 대한 내성이 있는 생균제인 것이 바람직하다.
상기 마늘 성분에 대한 내성이 있는 생균제는 MRS 배지(DIFCO 0881)에 마늘 추출물을 첨가하여 제조한 마늘 성분을 함유한 배지에 접종하였을 때 35 ~ 40℃에서 24 ~ 48시간 배양한 후에 생존하는 것일 수 있다.
본 발명의 사료 첨가제에 포함될 수 있는 생균제는 상기의 조건을 만족하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 구체적으로 예를 들면, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus), 웨이셀라 파라메센테로이데스(Weissella paramesenteroides), 웨이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus) 등을 들 수 있다.
나아가 본 발명에서의 생균제는 가축의 사료에 포함되어 소화기관으로 이동하였을 때 생존하여 그 역할을 다 할 수 있는 것임이 바람직하며, 따라서 하기 설명하는 내산성 및 내담즙성 실험에서의 생존률이 각각 50% 이상 및 20% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 포함되는 생균제는, pH2.5의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지(DIFCO 0881)에 접종하여 30 ~ 40℃에서 1 ~ 3시간 진탕배양하고 MRS 배지(DIFCO 0881)에 도말하여 40 ~ 50시간 배양한 후 다음의 식 1로 계산된 생존률이 50% 이상인 것일 수 있다.
<식 1>
생존률(%) = A/B × 100
상기 식에서, A는 pH2.5의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지에서의 세포수, B는 pH7.0의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지에서의 세포수임.
이러한 조건을 만족하는 생균제를 구체적으로 예를 들면, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus), 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus) 및 웨이셀라 파라메센테로이데스(Weissella paramesenteroides) 등을 들 수 있다.
또한 본 발명에서의 바람직한 생균제는 0.3% oxgall을 포함하는 MRS 배지 (DIFCO 0881)접종하여 30 ~ 40℃에서 5 ~ 10시간 배양하고 MRS 배지(DIFCO 0881)에 도말하여 40 ~ 50시간 배양한 후 다음의 식 2로 계산된 생존률이 20% 이상인 것일 수 있다.
<식 2>
생존률(%) = A/B × 100
상기 식에서, A는 0.3% oxgall을 포함하는 MRS 배지에서의 세포수, B는 MRS 배지에서의 세포수임.
이러한 조건을 만족하는 생균제를 구체적으로 예를 들면, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 등을 들 수 있다.
이러한 생균제는 사료에 포함되어 실제로 가축의 소화기관으로 이동하였을 때 사료의 소화촉진, 질병방지 등의 역할을 원활히 다 할 수 있도록 마늘 부산물 단위 중량당 105 ~ 1010cfu/g 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 사료첨가제는 다공체를 더 포함할 수 있다. 다공성 담체는 각각 고유의 기공 특성을 가지고 있으며 다공성과 기공구조의 특성에 따라 생균제를 포함하는 미생물을 안정적으로 존재, 유지시킬 수 있는 효율이 결정된다.
종래 생균제를 사용할 경우 생균제가 사료첨가제 및 사료에 안정적으로 존재, 유지되어야 하나 이를 위한 기술은 전무한 실정이다. 또한, 가축 사육시설 및 가축 배설물에는 다양한 종류의 악취성 물질이 발생되고 있으며 이러한 악취성 물질을 제거하기 위하여 생물학적 방법과 물리화학적 방법을 사용하고 있으나 많은 비용이 소요되는 단점이 있다. 그리고, 가축의 효율적인 성장에는 기본적인 사료뿐만 아니라 칼슘, 인, 철 등의 다양한 광물질이 필요하며 현재 가축의 성장에 필요한 광물질은 배합사료에 첨가하여 가축에 공급하고 있다. 이와 같이 사료내에 생균제를 안정적으로 존재, 유지하기 위한 기술은 전무한 실정이고 악취성 물질의 제거와 광물질의 공급은 부분적으로 실시되고 있다. 더욱이 생균제의 안정적 존재, 유지와 악취성 물질의 제거 및 광물질의 공급을 동시에 시도한 개시의 예는 없는 실정이다.
본 발명의 사료 첨가제에 포함되는 다공체의 기공 크기는 입경이 0.01~1㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 15~40%로 분포되고, 입경이 10~150㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 60~85%로 분포된 것일 수 있다. 상기 다공체의 일 구현예에 따른 기공크기 분포도는 도 1과 같을 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
생균제를 포함하는 미생물을 안정적으로 존재, 유지시키기 위해서는 다공성 담체의 기공 분포 중 10 ~ 150㎛ 범위의 기공 분포가 많은 것이 바람직하다. 또한, 가축의 사육시설 및 가축 배설물에는 다양한 종류의 악취성 물질이 발생되고 있으며 대표적인 악취성 물질에는 암모니아, 황화합물, 휘발성 지방산, 휘발성 아민계, 페놀계 등을 들 수 있다. 이러한 악취성 물질을 제거하기 위해서 생물학적 방법과 물리화학적 방법을 사용할 수 있는 데, 예를 들어 악취성 물질을 흡착하는 목적으로는 다공성 흡착제의 기공분포 중 0.01 ~ 1㎛ 범위의 기공 분포가 많은 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 다공체는 0.01 ~ 1㎛와 10 ~ 150㎛의 기공 크기 분포를 동시에 가지고 있으므로, 생균제를 사료 첨가제 내에서 안정적으로 존재, 유지시킴과 동시에 악취성 물질을 흡착함으로써 가축의 사육시설과 가축 배설물에서 발생하는 악취성 물질을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 다공체는 무기계 원료를 사용하여 제조하기 때문에 다양한 종류의 광물질을 함유하고 있으며, Si, Ca, Al, Fe, Mg, S, Na 및 K 중 1종 이상의 광물질을 포함하는 것일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다공체는 다양한 종류의 광물질을 함유하고 있기 때문에 사료 첨가제에 포함될 경우 가축의 효율적인 사육에 매우 유리할 수 있다.
이러한 다공체는 평균입경 0.01 ~ 0.5㎜인 것이 바람직하며, 사료 첨가제 조성물 중 마늘 부산물에 대하여 5 ~ 20중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 가축용 사료 첨가제는 일반 가축 배합사료와의 혼합효율을 증진시키기 위하여 일반적으로 공지된 사료 원료, 즉, 옥수수박, 대두박, 소맥 등의 원료를 더 혼합할 수도 있다.
그리고, 생균제를 더 혼합하는 경우, 본 발명의 가축용 사료 첨가제는 상기 원료들을 혼합한 후 생균제의 고농도 배양을 위해 5 ~ 10일간 발효 및 숙성시킴으로써 제조하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 이상 설명한 가축용 사료 첨가제를 사료 총 중량에 대하여 0.1 ~ 3중량% 포함하는 가축용 사료를 포함한다. 이 때 생균제를 포함하는 가축용 사료 첨가제를 사용하는 경우, 마늘 부산물에 의한 효과뿐만 아니라 생균제에 의한 가축의 대사작용 촉진, 질병방지 등의 효과를 고려하여 사료 총 중량에 대하여 사료 첨가제를 0.1 ~ 2중량% 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가축용 사료는 상기 사료 첨가제를 포함하면서 일반적인 옥수수박, 대두박, 소맥과 같은 원료 중 1종 이상과 혼합하여 제조되며, 가축에게 급여함으로써 사료의 소화촉진 및 다양한 광물질의 제공이 가능하며, 항생제의 사용량을 대폭 줄여도 가축의 질병 발생 억제 및 사료의 소화 효율을 촉진시킬 수 있으며, 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 5-아미노레불린산의 가축에 대한 유효 생리활성을 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기위한 것이며, 본 발명이 하기의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> 마늘 부산물 준비
마늘 부산물로서 마늘의 줄기, 뿌리, 표피를 회수하여 세척 후, 로타리 커터(Rotary cutter)를 이용하여 평균 입경 50mm 내외로 절단한 다음 건조기(dryer)에서 100℃로 24시간 건조한 후 건조물을 분쇄기(Angular PIN GRINDER)에서 1,500~1,800rpm 속도로 분쇄하여 마늘 부산물의 분쇄물을 제조하였으며, 마늘 부산물 분쇄물의 형태는 침상형이었고, 단경 기준으로 평균 입도가 0.32㎜이었고, 함수율은 8.9%이었다.
<제조예 2> 생균제 선별
1. 마늘 성분에 내성이 있어 높은 생존력을 가지면서 실제로 가축에 급여되었을 때 소화기관내에서도 원활히 생육하여 그 역할을 다 할 수 있는 생균제를 선별하였다. 이를 위해 먼저 마늘 성분에 내성이 있어 높은 생존력을 가지는 생균제를 선별하였다. 우선 MRS 배지(DIFCO 0881) 55g에 증류수 500㎖를 가하여 멸균시킨 후 배지를 식혀 마늘 추출물 500㎖를 첨가하여 마늘 성분을 함유하는 MRS 배지를 준비하였다. 이때, 마늘 추출물은 마늘 분말과 증류수를 중량비로 1:1로 혼합한 다음 1시간 진탕시킨 후 여과하여 제조하였다. 다음에 김치액 1㎖을 멸균수 9㎖에 현탁시킨 희석액을 다시 멸균수에 101 ~ 1010까지 연속적으로 희석하여 마늘 성분을 함유하는 MRS 배지에 도말하였다. 이후 37℃에서 36시간동안 배양한 후 배지에서 배양된 생균제를 순수 분리하였다. 그 결과 생존하는 생균제는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus), 웨이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus), 웨이셀라 파라메센테로이데스(Weissella paramesenteroides)였다. 이러한 과정을 통해 분리된 생균제는 마늘 성분을 함유하는 MRS 배지에서 분리되었기 때문에 마늘 성분에 내성을 가지는 생균제라고 할 수 있다. 다음에는 분리된 마늘 성분에 내성을 가지는 생균제중에서 실제로 가축에 급여되었을 때 소화기관내에서도 원활히 생육하여 그 역할을 다 할 수 있는 생균제를 선별하기 위하여 내산성과 내담즙성 시험을 실시하였다.
2. 우선, 내산성 시험에서는 1.에서 분리한 생균제의 균주배양액을 pH7.0의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지와 pH2.5의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지(인공위산인 HCl로 조정)에 각각 접종한 후 37℃에서 2시간 진탕 배양한 다음 MRS 배지(DIFCO 0881)에 도말하여 48시간 배양한 후 하기 식 1에 따른 생존율(%)을 계산하였으며, 그 결과는 표 3에 나타내었다.
<식 1>
생존률(%) = A/B × 100
상기 식에서, A는 pH2.5의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지에서의 세포수, B는 pH7.0의 0.05M 인산나트륨(sodium phosphate) MRS 배지에서의 세포수임.
3. 다음에 내담즙성 시험에서는 1.에서 분리한 생균제의 균주배양액을 MRS 배지(DIFCO 0881)와 0.3% oxgall을 포함하는 MRS 배지에 접종하여 37℃에서 8시간 배양한 다음 MRS 배지(DIFCO 0881)에 도말한 후 48시간 배양하여 하기 식 2에 따른 생존율(%)을 계산하였으며, 그 결과는 표 3에 나타내었다.
<식 2>
생존률(%) = A/B × 100
상기 식에서, A는 0.3% oxgall을 포함하는 MRS 배지에서의 세포수, B는 MRS 배지에서의 세포수임.
미생물명 내산성 시험 내담즙 시험
pH 2.5
(cfu/㎖)		 pH 7.0
(cfu/㎖)		 생존율
(%)		 0.3%
bile salt
(cfu/㎖)		 MRS broth
(cfu/㎖)		 생존율
(%)
Lactobacillus
brevis 		3.7×108 4.3×108 86.0 5.0×107 2.1×108 23.8
Weissella
cibaria 		5.0×107 1.5×108 33.3 7.7×107 4.6×109 1.7
Lactobacillus
pentosus 		1.9×108 3.5×108 54.3 4.8×109 9.4×1010 5.1
Weissella paramesenteroides 1.5×106 2.5×106 60.0 4.5×106 1.0×108 4.5
Lactobacillus
plantarum 		1.8×108 1.9×108 94.7 2.3×109 4.2×109 54.8
Pediococcus
pentosaceus 		1.8×108 3.1×108 58.1 5.5×108 2.6×109 21.2
상기와 같은 내산성과 내담즙성 시험을 통해 마늘 성분에 내성이 있는 생균제 중에서도 소화기관에서 생존하여 바람직한 역할을 할 수 있는 생균제는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)으로 동정되었다.
<제조예 3> 다공체 준비
규사 500g, 생석회 200g, 시멘트 250g, 석고 50g, 그리고 물을 600g 첨가하여 슬러리를 제조하고 여기에 기공형성제를 10g을 혼합하여 내경이 22 × 22 × 20㎝인 몰드에 성형하였다. 이후 상기 성형체를 180℃에서 반응시킴으로써 비중 0.52, 흡수율 70.5%, 기공율 73.5%(기공 크기가 0.01~1㎛인 것은 전체 기공 중 30%, 기공 크기가 10~150㎛인 것은 전체 기공 중 65%인 다공체를 제조하였으며, 평균 입경 0.5㎜로 분쇄하였다. 제조된 다공체의 성분 및 함량은 하기 표 4와 같으며, 미세구조는 도 2와 같다.
SiO2 CaO Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 Na2O K2O
44.5 24.8 10.5 3.9 2.5 0.8 0.6 2.3
주) 1. 단위 : 중량%
2. 분석방법 : X선 형광분석기(XRF : X-ray Fluorescence)
사료첨가제
<실시예 1>
제조예 1에서 제조된 마늘 부산물의 분쇄물 10㎏과 5-아미노레불린산(Sigma-Aldrich Co.) 9g을 혼합하여 사료 첨가제를 제조하였다.
<실시예 2>
제조예 1에서 제조된 마늘 부산물의 분쇄물 10㎏과 제조예 2에서 분리된 생균제중 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 3.5×108cfu/g, 그리고 5-아미노레불린산(Sigma-Aldrich Co.) 9g을 혼합하여 사료 첨가제를 제조하였다.
<실시예 3>
제조예 1에서 제조된 마늘 부산물의 분쇄물 10㎏과 제조예 2에서 분리된 생균제 중 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 3.1×107cfu/g, 제조예 3에서 제조된 다공체 1.0kg, 5-아미노레불린산(Sigma-Aldrich Co.) 9g을 혼합하여 사료 첨가제를 제조하였다.
<실시예 4>
옥수수박 8㎏ 및 대두박 2㎏을 평균입경 0.15㎜로 분쇄한 후 마늘 부산물의 분쇄물 3㎏, 제조예 2에서 분리된 생균제 중 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 4.5×105cfu/g 및 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 3.7×106cfu/g, 제조예 3에서 제조된 다공체 0.6㎏, 5-아미노레불린산(Sigma-Aldrich Co.) 3g을 혼합하여, 7일간 발효, 숙성하여 사료 첨가제를 제조하였다.
사료
<실시예 5~8>
실시예 1~4에서 제조된 사료 첨가제 1㎏과 배합사료(프리모써프라이즈) 99㎏를 혼합하여 각각 실시예 5~8의 사료를 제조하였다.
<비교예 1>
배합사료(프리모써프라이즈) 100㎏을 준비하였다.
<비교예 2>
5-아미노레불린산 9g과 배합사료(프리모써프라이즈) 100㎏을 혼합하여 사료를 준비하였다.
<비교예 3>
5-아미노레불린산 9g 및 구연산철암모늄(Ferric Ammonium Citrate) 1g과 배합사료(프리모써프라이즈) 100㎏을 혼합하여 사료를 준비하였다.
<실험예>
본 발명의 실시예에 따라 제조된 사료 및 비교예의 사료를 돼지에 급여하여 효과를 분석하였다.
강원도 횡성군 소재의 양돈농가를 선정하여 상기 실시예 및 비교예의 사료를 각각 20두의 25일령 이유자돈에게 25일 동안 급여하였다. 실험예에 의한 급여 효과를 분석하기 위하여 일체증체량, 일당사료섭취량 및 사료효율을 조사하였고, 사료 급여후 이유자돈의 혈액을 채취하여 철분, 총단백질량 및 헤모글로빈을 분석하였으며, 항생제(아목시실린(Amoxicillin)) 사용량을 조사하였다. 이상의 분석 결과는 하기 표 5와 같다.
구분 일체
증체량
(g)		 일당사료
섭취량
(g)		 사료
효율		 철분
(㎍/dL)		 총단백질
(g/dL)		 헤모
글로빈
(g/dL)		 항생제
사용량
(ppm)		 사료내
철 성분 1
(㎎)
실시예 5 430 512 0.84 109.1 6.1 10.8 20 612 2
실시예 6 438 509 0.86 112.5 6.2 10.9 20 612 3
실시예 7 444 510 0.87 114.2 6.1 10.9 20 557 4
실시예 8 423 516 0.82 108.5 6.2 10.8 20 135 5
비교예 1 344 509 0.68 76.8 5.3 8.6 200 0 6
비교예 2 375 507 0.74 88.5 6.2 9.8 200 0 6
비교예 3 433 515 0.84 110.6 6.1 10.8 200 180 7
주) 1. 배합사료 자체내에 포함되어 있는 철 성분은 제외하고 실시예에서 제조된 사료 및 첨가 형태로 제공되는 철 성분만을 나타냄.
2 ~ 5. 실시예에서 제조된 사료내 철 성분 함유량
1) 마늘 부산물내 철 성분 함유량 : 61.2㎎,Fe/100g,마늘 부산물
2) 사료내 철 성분 함유량 계산 식
: (61.2㎎/100g) × 마늘 부산물 첨가량(㎏) × (1,000g/㎏)
3) 사료내 철 성분
(실시예 5)마늘 부산물 첨가량 1.00㎏, 사료내 철 성분 함유량 612㎎
(실시예 6)마늘 부산물 첨가량 1.00㎏, 사료내 철 성분 함유량 612㎎
(실시예 7)마늘 부산물 첨가량 0.91㎏, 사료내 철 성분 함유량 557㎎
(실시예 8)마늘 부산물 첨가량 0.22㎏, 사료내 철 성분 함유량 135㎎
6. 마늘 부산물 또는 철 성분의 첨가 없음
7. 구연산철암모늄 첨가량 : 1g
구연산철암모늄내 철 함유량 : 일반적으로 14.5 ~ 21.0% (평균 18.0%)
사료내 철 성분 함유량 : 1g × 0.18 = 0.18g = 180㎎
분석 결과, 본 발명의 실시예의 경우 마늘 부산물 및 5-아미노레불린산을 활용함으로써 비교예와 동등 수준 이상의 결과가 얻어졌으며, 특히 실시예의 경우 사용되는 항생제의 양이 대폭 줄어들고 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 되는 것을 볼 수 있다.
결국 본 발명은 마늘 부산물의 항균효능과 마늘 부산물에 함유되어 있는 철 성분, 더욱이 5-아미노레불린산의 효과를 극대화시키기 위한 충분한 양의 철 성분을 이용함으로써 항생제 사용량을 대폭 줄이고 철 성분을 별도로 첨가하지 않아도 5-아미노레불린산의 가축에 대한 유효 생리활성을 극대화할 수 있는 유익한 수단이 될 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 사료 첨가제에 포함될 수 있는 다공체의 일 구현예에 따른 기공크기 분포도,
도 2는 본 발명의 제조예 3에서 제조된 다공체의 미세 구조를 나타낸 사진이다.

Claims (8)

  1. 마늘의 줄기, 뿌리 및 표피 중 선택된 1종 이상의 마늘 부산물 및 5-아미노레불린산을 포함하는 복합 사료 첨가제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마늘 부산물은 단경기준으로 평균입경 0.1~1㎜인 분쇄물인 것임을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    5-아미노레불린산은 마늘 부산물에 대하여 0.001~0.1중량% 포함되는 것임을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    생균제를 더 포함하며, 상기 생균제는 MRS 배지(DIFCO 0881)에 마늘 추출물을 첨가하여 제조한 마늘 성분을 함유한 배지에 접종하였을 때 35~40℃에서 24~48시간 배양한 후에 생존하는 것임을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  5. 제 4 항에 있어서,
    생균제는 마늘 부산물 단위 중량당 105 ~ 1010cfu/g 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    평균 입경이 0.01~0.5㎜인 다공체를 더 포함하며, 마늘 부산물에 대하여 5~20중량% 포함되는 것임을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    다공체는 기공 크기가 0.01~1㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 15~40%로 분포되고, 기공 크기가 10~150㎛ 범위의 기공이 전체 기공 중 60~85%로 분포되며, Si, Ca, Al, Fe, Mg, S, Na 및 K 중 1종 이상의 광물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 복합 사료 첨가제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 복합 사료 첨가제를 사료 총 중량에 대하여 0.1~3중량% 포함하는 가축용 사료.
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