KR20120046527A - 항산화효과가 우수한 양파발효액을 이용한 삼계닭 항생제 대체 사료첨가제 및 삼계닭 계육 품질유지제의 제조 방법과 그 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루코노스톡 시트레움(Leuconostoc citerum)을 이용하여 발효된 양파발효 조성물 및 이 양파발효 조성물을 포함하는 사료첨가제 및 계육 품질 유지제 조성물, 양파를 이용한 루코노스톡 시트레움 배양 배지 및 그 배양 방법에 관한 것이다.

Description

항산화효과가 우수한 양파발효액을 이용한 삼계닭 항생제 대체 사료첨가제 및 삼계닭 계육 품질유지제의 제조 방법과 그 용도{Manufacturing process of feed additives composed of fermented onion with antioxidant activity for hybrid broiler and its meat preservative and use of thereof}

본 발명은 루코노스톡 시트레움(Leuconostoc citerum)을 이용하여 발효된 양파발효 조성물 및 이 양파발효 조성물을 포함하는 사료첨가제 및 계육 품질 유지제 조성물, 양파를 이용한 루코노스톡 시트레움 배양 배지 및 그 배양 방법에 관한 것이다.

본 발명을 위한 연구는 농림수산식품부 농림기술개발사업(농산품 수출연구사업단)의 [과제명:삼계닭의 성장 개선 및 품질 향상을 위한 기술 개발, 과제번호:2009A0080063]에 의하여 지원되어 수행되었다.

축산업에서 항생제는 질병 치료의 목적보단 성장 촉진의 목적으로 널리 사용되었으나, 항생제 잔류 및 내성 문제로 인하여 그 사용규제가 강화되고 있다. 항생제 사용에 대안으로 생균제가 널리 이용되고 있다. 생균제란 가축에게 직접 미생물을 급여하는 것을 의미하며, 가축의 장내 세균 균총 균형, 반추동물의 산독증을 예방, 면역력과 저항성 증강 등의 효과를 나타낸다. 곰팡이, 효모 및 세균 등 다양한 미생물이 생균제로 사용되고 있으며, 이중 산을 생성하는 특징을 가진 유산균들이 많이 이용되고 있다.

항산화활성이 우수한 물질의 급여는 질병에 대한 저항력 증강, 축산물의 품질향상 등 가축의 생산성에 있어 중요한 요소이며, 유산균의 항산화활성에 대하여 보고된 바 있다. 유산균에 의한 항산화활성 특징은 주로 발효과정을 통하여 나타나는데, 주로 기질 물질의 항산화활성 보호 및 기질을 이용한 항산화물질의 생산으로 나타난다. 또한 이러한 발효의 기질물질로는 항산화물질이 많이 포함된 식물체들이 주로 이용된다. 채소의 발효에는 주로 lactic acid bacteria (LAB)들이 관여하며 주로 Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Pediococcus acidilactici, Leconostoc mesenteroides 등이 사용된다.

항산화 능력이 우수한 식물 중 하나로 양파를 들 수 있다. 양파(Allium cepa L.)는 생태학적으로 백합과에 속하는 다년생 식물로서 유럽, 아시아, 북아메리카 그리고 아프리카 등 다양한 지역에서 재배되고 있다. 국내에서는 연작이 가능하여 1990년 이후 꾸준하게 재배되고 있는 식용채소 중 하나이다. 양파에는 어류나 육류의 좋지 못한 냄새를 제거하는 등의 특징을 가진 다양한 향기성분을 함유하고 있어 고추, 마늘 등과 함께 세계적으로 널리 이용되는 채소 중의 하나이다. 양파는 항산화, 항균, 항종양 그리고 돌연변이억제 효과 등이 우수한 것으로 알려지면서 성인병 예방을 위한 기능성 식품 원료로서 관심을 받고 있다. 양파의 생리활성은 주로 flavonoids와 alk(en)yl cystein sulphoxides (ACSOs)에 기인하는 것으로 알려져 있으며 특히 flavonoid에 포함된 quercetin은 다른 야채나 과일에 비하여 높게 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

양파의 수용성 추출물이나 essential oil 등은 다양한 미생물에 대하여 항균효과가 있으며 주로 그람 양성세균에 대하여 효과가 높다. 그러나 이러한 효과는 주로 농축된 추출물의 경우에서 많이 발견되며, 양파 자체의 항균력은 미비하여 미생물 발효의 원료로서 활용이 가능하며 일부 연구들에서는 양파 자체를 발효시킨 결과들도 보고된바 있다. 이러한 결과를 바탕으로 최근 양파의 생리활성을 향상시키거나 저장기간을 향상시키기 위한 목적으로 발효과정을 적용시키려는 연구들이 많이 시도되고 있다.

양파는 생체중의 80~90%가 수분이며, 건물의 65% 정도는 비구조탄수화물(non-structural carbohydrate)로 구성되어 있으며, 이들 탄수화물들은 주로 fructan, fructose, glucose, sucrose등의 당을 기본 단위로 하는 중합체로 구성되어 있어 미생물의 성장에 좋은 탄소원을 제공할 수 있다. 채소의 발효에는 주로 lactic acid bacteria (LAB)들이 관여하며 양파를 포함한 다양한 채소의 발효에 있어 starter 균주로 Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Pediococcus acidilactici, Leconostoc mesenteroides 등이 우수하다고 보고된바 있다. 또한 데치거나 소금에 절인 양파의 저장기간이나 가공 과정 중에 주로 발견되는 세균으로 Lactobacillus brevis나 Leuconostoc mensenteroides가 보고된바 있다.

설탕의 정제과정에서 얻어지는 부산물인 당밀에는 폴리페놀과 같은 유용물질들을 함유되어 항산화물질 추출의 경제적인 원료로 사용되고 있으며, 발효과정에 있어 유용한 영양원으로 알려져 있다.

현재까지 김치유산균중 하나인 루코노스톡 시트레움을 이용하여 양파를 발효시키고, 그 발효물을 이용하여 삼계닭사료첨가제와 계육 품질 유지제를 개발한 바가 없다.

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 항산화 활성을 가진 양파 발효물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가축이나 가금류의 생산성을 위한 사료 첨가제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 계육의 품질 유지제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 루코노스톡 시트레움 배양용 배지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 루코노스톡 시트레움 배양 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 루코노스톡 시트레움(Leuconostoc citerum)을 이용하여 발효된 양파발효 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 당밀을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 조성물은 항산화 활성을 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또한 본 발명은 상기 본 발명의 양파발효 조성물을 유효성분으로 포함하는 사료 첨가제 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 양파 발효물을 첨가하여 이루어지는 사료는 포유류, 조류,파충류, 양서류, 어류 등의 동물, 바람직하게는 조류, 더욱 바람직하게는 닭의 생산성 향상에 효과를 가지고, 가장 바람직하게는 삼계닭(본 명세서에서 '삼계닭' 또는 '삼계육'이란 우리나라에만 있는 닭의 품종으로 삼계탕 전용을 육종된 신품종을 의미)의 생산성 향상에 효과를 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 사료는 사료 원료에 본 발명의 양파 발효물 조성물을 적절하게 배합하여 만들 수 있다. 사료 원료로서는 곡물류, 조강류, 식물성 유박류, 동물성 사료 원료, 기타 사료 원료, 정제품 등을 들 수 있다.

곡물류로서는, 예를 들면 마이로, 밀, 보리, 귀리, 호밀, 현미, 메밀, 조, 수수, 피, 옥수수, 대두 등을 들 수 있다.

조강류로서는, 예를 들면 쌀겨, 탈지 쌀겨, 밀기울, 말분, 밀, 배아, 보리겨, 스크리닝, 펠렛, 옥수수겨, 옥수수 배아 등을 들 수 있다.

식물성 유박류로서는, 예를 들면 대두박, 콩가루, 아마박, 면실박, 낙화생 박, 홍화박, 야자박, 팜박, 호마박, 해바라기박, 유채박, 케이폭박, 겨자박 등을 들 수 있다.

동물성 사료 원료로서는, 예들 들면 어분(북양 밀, 수입 밀, 홀 밀, 연안 밀), 피쉬솔불, 육분, 어골분, 혈분, 분해모, 골분, 가축용 처리 부산물, 페더 밀, 누에, 탈지 분유, 카제인, 건조 유장 등을 들 수 있다.

그 밖의 사료 원료로서는 식물 경엽류(알팔파, 헤이큐브, 알팔파잎 분말, 유사 아카시아 분말 등), 옥수수 가공 공업부산물(콘 글루텐, 밀, 콘 글루텐 피드, 콘스테이프리카 등), 전분 가공품, 설탕, 발효 공업 산물(효모, 맥주박, 맥아근,알코올박, 장유박 등), 농산 제조 부산물(감귤 가공박, 두부박, 커피박, 코코아박 등), 그 외(카사바, 잠두콩, 구아밀, 해조, 크릴, 스피룰리나, 클로렐라, 광물 등) 등을 들 수 있다.

정제품으로서는 단백질(카제인, 알부민 등), 아미노산, 당질(전분, 셀룰로오스, 슈크로우스, 글루코오스 등), 미네랄,비타민 등을 들 수 있다.

또한 본 발명은 본 발명의 상기 양파 발효 조성물을 유효성분으로 포함하는 계육 품질용 조성물을 제공하다.

또한 본 발명은 루코노스톡 시트레움 배양 배지에 있어서, 양파즙 또는 양파 추출물을 포함하는 루코노스톡 시트레움 배양 배지 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 루코노스톡 시트레움 배양 방법에 있어서, 배지에 양파 또는 양파즙 10~30%, 당밀 1~5%, 및 자당 1~5% (w/v) 포함하여 발효하는 단계를 포함하는 루코노스톡 시트레움 배양 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 설명한다.

먼저 본 발명은 발효양파 조성물의 제조를 위하여 김치유산균인 루코노스톡 시트레움 (Leuconostoc citreum)을 이용한 양파발효조건을 조사하였다.

발효물의 조성에 있어 양파, 당밀 그리고 자당의 비율이 발효물내 유산균의 성장과 발효물의 항산화활성에 미치는 영향을 조사하였다.

각 효과들에 대한 분산분석을 수행하여 통계적으로 영향이 있는 발효 조성물을 도출하였다.

분산분석결과 발효조성물에 있어 양파의 첨가수준은 큰 영향을 미치지 않았고, 이에 양파의 첨가농도는 발효물의 품질에 큰 영향을 미치지 않으며, 첨가량이 증가하여도 무방한 것으로 나타났다.

분산분석결과 발효조성물의 당밀 첨가량은 발효물 총 부피의 0.7~1 % (w/v)정도가 유산균의 증식 및 발효물의 항산화활성에 도움이 되는 것으로 나타났다.

분산분석결과 발효조성물의 자당 첨가량은 발효조성물에 첨가되는 당밀의 양과 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 1%를 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

상기와 같은 일련의 결과를 통하여 양파 30%, 당밀 0.8%, 자당 1%로 구성된 조성물을 제조하였고, 이를 김치유산균인 루코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum)으로 발효시켜 양파발효물을 제조하였다.

제조된 양파발효물을 삼계닭 사료에 0.3% 및 0.5% 수준으로 첨가하여 항생제 첨가 대조구와 사양효과를 비교 평가하였다.

그 결과 양파발효물 0.3% 급여구에서 항생제 첨가 대조구와 유사한 수준의 증체 등 성장성적의 개선효과가 있었다.

그 결과 도체 특성, 혈액성상, 장내 균총 및 계육의 물리 화학적 특성에는 큰 차이가 없었다.

그 결과 양파발효물을 급여한 삼계닭의 혈청 내 지질 분획의 농도가 유의하게 감소하는 결과가 나타내었다.

상기와 같은 결과를 통하여 얻어진 양파발효물을 이용하여 삼계닭 가슴육의 저장 안정성에 미치는 영향을 조사하였다.

그 결과 양파발효물의 항산화 기능을 통해 계육의 저장 안정성을 개선시키는 효과가 나타났다.

본 발명을 통하여 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 얻어진 양파 발효용 조성물은 김치유산균인 루코노스톡 시트레움 (Leuconostoc citreum)의 성장을 증진시키고, 항산화활성을 향상시키는 효과가 있으며, 발효된 양파발효물은 삼계닭의 성장에 있어 항생제를 대체할 수 있는 효과가 나타났으며, 계육의 저장 안정성을 개선시키는 효과가 있어 사료첨가용 제제 혹은 계육 품질 유지제로 사용할 수 있다.

도 1은 당밀과 자당의 첨가량이 양파발효액의 유산균 성장과 항산화활성에 미치는 영향을 나타낸 도면으로 도 1a는 당밀의 농도 증가에 따른 유산균 성장효과를 나타내고 있다. 도 1b는 당밀의 농도 증가에 따른 항산화활성 효과를 나타내고 있다. 도 1c는 유산균 성장에 대한 당밀과 자당의 상호효과를 나타내고 있다.

이하 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.

실시예 1: 김치유산균인 루코노스톡 시트레움을 이용한 양파발효물 제조용 배지조성 도출

1. 시험방법

1) 양파, 당밀 및 자당의 혼합비율 효과 분석을 위한 실험설계

양파, 당밀 및 자당의 혼합 비율이 양파발효물의 유산균성장과 항산화 활성에 미치는 효과 조사를 조사하였다. 각 성분들을 3가지 농도수준으로 하여 Box-Behnken design (Box and Behnken, 1960 Technometrics, 2:455-475)을 이용하여 총 15개의 실험들을 구성하였다. 각 실험들에 할당된 성분들의 수준 및 수준에 해당하는 농도는 표 1에서 보는 것과 같다. 각 실험들에서 얻어진 결과들은 다음과 같은 예측 모델로 나타내었고 요인들간의 상호작용을 분석하였다.

위 수식서 Y는 예측된 반응결과(세포성장, 항산화활성, combined effect)를 의미하며, β₀는 상수값, β_i와 β_ij는 회귀계수 그리고 X_i 및 X_j은 요인들의 농도를 나타내는 독립변수이다 (ij). 예측 모델의 산출과 분산분석은 response surface methodology를 이용하여 수행하였다. 세포성장에 관한 반응 결과들은 밑수가 10인 로그로 변환하여 사용하였다.

표 1은 본 발명의 실험설계 및 실험 반응 결과를 나타낸 표이다.

2) 유산균 성장 평가

발효물 내 유산균의 생균수 측정은 측정은 배양 종료 후에 배양액 1 ml를 취하여 9 ml의 0.85% 멸균 NaCl 용액에서 순차적으로 희석한 후에 각 단계의 희석액 0.1 ml를 MRS agar 배지에 무균적으로 도말하였다. 분주된 MRS agar plate는 30 항온 배양기에서 20 ~ 24시간 동안 배양한 후에 형성된 집락의 수를 측정하였으며, 유효 집락수는 30 ~ 300개로 하여 생균수의 밀도를 계산하였다.

3) 발효물의 항산화활성 평가

항산화 활성은 DPPH (α, α’-diphenyl-β-picrylhydrazyl, Sigma)용액을 이용하여 평가하였다. 배양이 완료된 배양액을10,000 rpm에서 5분간 원심 분리한 후에 상등액을 취하여 사용하였다. 반응액은 배양 상등액과 멸균증류수, 99.9% 에탄올 그리고 4 x10^-4 M DPPH를 0.1 : 0.4 : 1 : 1의 비율로 혼합한 후에 상온에서 15분간 반응 시킨 후 분광광도계(SHIMADZU, Japan)를 사용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 배양 상등액 대신 멸균증류수를 사용하여 반응 시킨 후 흡광도를 측정하였다. 상대적인 free radical scavenging 활성는 다음과 같은 식을 통하여 계산하였고, 모든 실험은 3반복으로 수행하였다 (Natural Product Research, 2010, 24:804-812).

4) 유산균 성장에 대한 양파, 당밀 및 자당의 비율 효과

양파, 당밀 및 자당을 요인으로 하여 각 요인들을 3가지 농도수준으로 Box-Behnken design에 따라서 총 15개의 실험을 구성하였고, 각 실험구에서 반응으로 얻어진 cell yield는 표 2에서 보는 것과 같다. 분산분석결과 회귀분석에 대한 p value는 0.011으로 나타났으며, 선형, 제곱 및 상호작용에 대한 p value는 각각 0.007, 0.019 및 0.034로 나타났다. 적합성 결여에 대한 p value는 0.167로 나타났다. 분산분석 결과 요인들에 의한 cell yield의 반응에 대한 회귀방정식이 적합한 것으로 나타났으며, 각 요인들의 단독 효과 및 제곱효과 그리고 상호작용 모두에서 유의적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 결정계수 (R²)는 85.2%로 나타내었다. 최종적으로 다음과 같은 반응모델을 얻을 수 있었다.

여기서 Y_{cell _ yield}는 세포성장에 대한 반응결과이며, X₁, X₂, 및 X₃는 각각 sucrose, 당밀 및 양파의 농도를 의미한다.

유산균 성장에 대한 반응모델 계수의 확률 값들은 표 2에서 보는 것과 같다. 각 요인들의 주효과는 양파를 제외하고는 모두 유의적으로 나타났으며 (P<0.05), 모두 positive effect를 나타냈다. 제곱효과에 있어서는 당밀에서만 유의성이 나타났으며 (P<0.01), 상호효과는 자당과 당밀에서 나타났다 (P<0.05). 이에 당밀의 농도수준에 따른 세포성장에 미치는 효과를 분석한 결과 6 g/L의 농도를 최고점으로하는 2차방정식의 형태가 나타났고, 이때 다른 요인들은 중앙값에 고정하였다 (도 1a). 또한 자당과 당밀간의 상호작용을 3차원 그래프로 나타낸 결과, 자당의 농도수준이 증가할수록 높은 세포성장을 나타내었고 이러한 특성은 당밀의 농도 6 g/L 수준에서 최고로 유지되었다 (도 1c).

표 2는 양파발효물의 유산균 성장 및 항산화활성 모델 계수에 대한 신뢰성 분석결과를 나타낸 표이다.

5) 발효물의 항산화활성에 대한 양파, 당밀 및 자당의 비율 효과

발효물의 항산호활성에 대한 분산분석을 수행한 결과 회귀분석에 대한 p value는 <0.001로 나타났으며, 요인들의 선형효과 및 제곱효과의 p value는 모두 <0.001로 나타났으나, 상호작용에 대한 효과에서는 유의성이 나타나지 않았다. 적합성 결여에 대한 p value는 0.68로 나타났다. 결정계수 (R²)는 99.2%로 나타났으며, 최종적으로 다음과 같은 반응모델을 얻을 수 있었다.

여기서 Y_DPPH는 항산화 활성 반응결과이며, X₁, X₂, 및 X₃는 각각 sucrose, 당밀 및 양파의 농도를 의미한다. 세포 성장에 대한 반응모델 계수의 확률 값들은 표 2에서 보는 것과 같다. 요인들의 주효과는 모두 positive effect로 나타났으나, 유의성은 당밀에서만 나타났다. 또한 요인들의 제곱효과에서도 당밀에서만 유의성이 나타났다. 상호작용에 있어서는 모든 요인들의 조합에서 유의성이 나타나지 않았다. 위 반응모델을 이용하여 당밀을 제외한 나머지 요인들을 중앙점에 고정한 후에, 당밀의 농도 수준이 항산화활성에 미치는 영향을 분석한 결과 8 g/L의 수준에서 최고점을 나타내는 2차방정식 형태의 효과를 알 수 있었다 (도 1 b).

실시예 2; 양파발효물의 첨가 급여가 삼계닭의 성장 및 육질 특성에 미치는 영향

1. 시험방법

1) 공시동물, 실험사료 및 사양관리

1일령 삼계닭(대한민국, (주) 하림에서 구입) 수컷 600수를 공시하여 4처리 5반복으로 임의 구분하여 항생제가 첨가되지 않은 무투약 사료(negative control), 항생제를 첨가한 투약사료(positive control), 무투약 대조구 사료에 양파발효물을 0.3% 및 0.5% 수준으로 첨가한 실험 사료를 제조하여 급여하는 총 4주간의 사양실험을 수행하였다. 기타 영양소의 수준은 각 실험사료 공히 동일한 수준으로 하였다(표 3).

공시 병아리들은 평사 펜(가로x세로x 높이: 200x200x100cm)에서 펜당 30수씩 사육하였고, 사료 급이기 및 급수기의 숫자 역시 펜별로 동일하게 배치하였다. 사료와 물은 자유 채식 및 자유 음수 시켰고, 점등은 전 사양실험 기간 동안 24시간 종일 점등을 하였으며, 기타 사양관리는 국내에서 일반적으로 행해지고 있는 사양관리 방법에 준하여 실시하였다.

표 3은 실험 식이¹의 조제와 화학적 조성을 나타낸 표이다.

2) 조사항목

2-1) 성장 성적

주 1회 반복구별로 중간체중 및 사료섭취량을 조사하였다. 4주령에 역시 모든 공시계의 생체중을 측정하였고 실험기간 중의 사료섭취량을 총합하여 증체량에 대비하여 사료요구율을 계산하였다.

2-2) 도체 특성

도계 직전에 생체중을 측정한 후 방혈, 탈모하고 경추골 하단 부분을 절단하여 머리부를 제거하였고, 경골 하단과 중족골 관절부위를 절단하였으며, 날개 끝 3cm 부분을 절단하여 제거하였다. 그 후 식도, 기관, 폐, 간 및 내장을 적출한 후 도체중을 전자저울로 칭량하여 생체중에 대한 비율로 도체율을 산출하였다. 부분육 생산비율은 총도체중을 현재 도계장에서 관행적으로 분류하고 있는 대분할육 3개 부위(가슴, 다리, 날개)로 나누어서 총도체에 대한 부분육의 비율로 표시하였다.

2-3) 혈액 성분 조성

도계 직전에 각각 8수씩 선발하여 혈액을 채취한 후 원심분리 (1500 rpm x15 min)하여 혈청을 분리였다. Glutamic-oxaloacetic transaminase (GOT) 및 glutamic-pyruvic transaminase (GPT) 활성 분석은 진단용 키트를 이용하여 분석하였다.

2-4) 가식성 근육의 물리적 특성

가열감량은 시료를 원형의 일정한 모양으로 정형(60±5g)하여 polyethylene bag에 넣어 75℃ water bath (C-WBE, Chang Shin co., Korea)에서 30분간 가열하고 상온에서 30분간 방냉시킨 후 측정하였다. 전단력가는 시료를 2cm 두께로 절단하여 75 ℃ water bath에서 30분간 가열하고 실온에서 30분간 냉각시킨 후 근섬유와 평행하게 시료채취기(직경 11mm)로 취하여 blade set (Warner-Bratzler blade)가 장착된 Texture Analyser (TA-XT2i, Stable Micro Systems, England)를 이용하여 측정하였으며, 이 때의 cross head speed는 2 mm/sec로 하였다. 보수력은 Grau와 Hamm (1953)의 filter paper press법을 응용하여 특수 제작된 plexiglass plate 중앙에 여과지(Whatman No. 2, UK)를 놓고 시료 300 mg을 취하여 그 위에 놓은 다음 plexiglass plate 1개를 그 위에 포개 놓고 일정한 압력으로 2분간 압착시킨 후 여과지를 꺼내어 고기 육편이 묻어 있는 부분의 면적과 수분이 젖어 있는 부분의 총면적을 planimeter (Type KP-21, Koizumi, Japan)를 사용하여 측정하고 그 비율을 계산하였다. 육색은 시료의 표면을 Colormeter (Chromameter, CR210, minolta, Japan)을 사용하여 명도(lightness)를 나타내는 L-값, 적색도(redness)를 나타내는 a-값과 황색도(yellowness)를 나태내는 b-값을 측정하였다. 이때의 표준색은 L-값이 97.69, a-값이 -0.43, b-값이 +1.98인 calibration plate를 사용하였다.

2-5) 장 내 균총의 변화

실험종료 시에 도계한 개체에서 채집한 맹장 내용물 내의 균총을 조사하였다. 맹장 내용물을 phosphate buffered saline (PBS) 용액과 혼합한 이후 homogenizer (AM 77 model, Nissei)로 균질화 하였고, 10^-1부터 10^-7까지 각각의 비율로 희석하였다. 총 균, coliform 박테리아 및 lactobacillus spp.의 수를 측정하기 위해 희석한 시료를 nutrient agar, MacConkey agar 및 MRS agar에 각각 접종하였다(Tuohy 등, 2002, Microb. Ecol. Health Dis. 14:165-173). 접종한 플레이트는 37℃에서 36시간 동안 배양하였고 형성된 군집의 수를 계산하였다.

2-6) 혈액 및 간 내 각 지질 분획 함량

Folch 등(1957, J. Biol. Chem. 226:497-509)의 방법을 응용하여 간 내의 총 지질을 추출하였으며, An 등(1997, Poult. Sci. 76:689-695)의의 방법에 따라 IATRO SCAN (MK-6 TLC/FID analyzer, Iatron Laboratories, Inc., Tokyo, Japan)으로 혈액과 간 내의 각 지질분획의 함량을 분석하였다. Folch 용액(chloroform : methanol = 2:1, v/v) 10ml에 혈청 0.5ml과 간 시료(간 1 g을 취하여 탈이온수로 10배 희석) 0.5ml과 내부표준물질(0.1% cholesterol acetate in Folch solution) 1ml을 첨가하였다. 실온에서 5분간 균질화한 이후 여과지(Whatman No.541)를 이용해 여과하였다. 단백질 제거를 위해 탈이온수 1ml을 첨가하여 혼합한 이후 원심분리기(HA-1000-3, Hanil industry, Korea)에서 원심분리(2,500rpm x 10min)한 이후 aspirator를 이용하여 상층부을 흡입 제거하고, 하층 기저부를 감압건조기를 이용하여 완전히 건조시켰다. 방냉한 이후 Folch solution 1ml을 첨가하여 재용해한 이후 이를 추출액으로 사용하였다. 추출액을 microdispenser를 이용하여 silica gel chromarod(CHROMAROD-S, Mitsubishi Kagaku Iatron, Inc., Japen)에 1㎕을 spot하고 각기 다른 전개 용액 내에서 두 차례 전개시켰고, 1, 2차 전개를 통해 분리된 각 지질분획은 IATRO SCAN을 이용하여 분석하였다.

3) 통계분석

모든 얻어진 결과에 대한 통계분석은 Statistical Analysis System (SAS, 2002)에 의해 one-way ANOVA로 분산분석을 하였으며, 분산분석상의 통계적인 유의차가 인정될 때 Duncan의 다중검정을 이용하여 유의 수준 P<0.05에서 처리간의 유의성을 검정하였다(Duncan, 1955, Biometric. 11:1-4).

2. 시험 결과

1) 성장 성적과 도체 특성

양파 추출물의 첨가 급여가 성장 성적과 도체 특성에 미치는 영향에 대해 표 4에 나타내었다. 사료 섭취량은 처리간에 차이가 없었으나, 종료 시 체중과 일당 증체량은 (-) 대조구와 양파 추출물 0.5% 급여구에서 유의하게 낮았고, (+) 대조구에서 가장 높은 결과가 관찰되었다. 양파 추출물 0.3% 급여구의 종료 시 체중과 일당 증체량은 (+) 대조구와 유의한 차이 없이 거의 유사한 수준인 것으로 나타났다. 사료 요구율, 도체율 및 가슴육 비율에서는 처리간에 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 그러나 우측 다리육의 상대적 중량은 (+) 대조구에서 유의하게 높았다(P<0.05). 양파발효물 0.3% 첨가 시 성장 성적이 일부 개선되는 효과가 나타난 반면 0.5% 첨가 시에는 성장 개선 효과가 인정되지 않았다. 생체중에 대한 각 조직(간, 비장, F낭 및 복강지방)의 상대적 중량에서도 처리간에 유의한 차이는 발견되지 않았다(표 5).

표 4는 양파발효물 급여가 삼계닭의 성장 성적과 부분육 생산에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

표 5는 양파발효물 급여가 삼계닭의 도체 특성에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

2) 혈액 성분 조성

양파발효물의 첨가 급여가 조직 손상의 지표인 혈청 GOT 및 GPT 수준에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다(표 6). 혈중 GOT 및 GPT 활성은 대사장해 등에 의한 조직 손상을 반영하며, 생리적 기능의 정상 여부를 판단하는 지표가 될 수 있다. 이는 양파발효물이 삼계닭의 생리에 부정적인 영향을 미치지 않았음을 반영하는 결과로 사료된다.

표 6은 양파발효물 급여가 삼계닭의 혈액 성상에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

3) 육질 분석

표 7에는 가식성 근육의 물리적 특성에 대한 결과를 나타내었다. pH, 가슴육의 육색에서는 처리별로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 가열감량에서는 양파발효물 급여구에서 다소 낮은 결과가, 전단력가에서는 다소 높은 결과가 나타났으며, 유의한 차이는 아니었다.

표 7은 양파발효물 급여가 삼계닭의 육질 특성에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

4) 장 내 균총의 변화

표 8에는 양파발효물의 첨가 급여가 장내 균총의 변화에 미치는 영향에 대한 결과를 명시하였다. 장 내 총 균수, lactic acid bacteria 및 coliforms 수에서도 처리간에 큰 차이는 관찰되지 않았다.

표 8은 양파발효물 급여가 삼계닭의 장 내 균총에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

5) 혈청 및 간 내 지질 함량

표 9에는 양파발효물의 첨가 급여가 혈청과 간 내 각 지질 분획 함량에 미치는 영향에 대한 결과를 명시하였다. 간 내 콜레스테롤 에스터, 유리 콜레스테롤, 중성지방 및 인지질 함량에서는 처리간에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 양파발효물 급여구에서 혈청 유리 콜레스테롤과 중성지방 농도는 (-) 대조구에 비해 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 혈청 인지질 농도에서는 처리간에 큰 차이는 관찰되지 않았다.

표 9는 양파발효물 급여가 삼계닭의 혈청 및 간 내 지질 농도에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

실시예 3: 양파발효물 처리가 삼계닭 가슴육의 저장 안정성에 미치는 영향

1. 시험방법

1) 공시시료의 처리

무투약 사료로 사육한 4주령 삼계닭에서 체중이 유사한 개체를 30수 선별하여 실험 3과 동일한 방법으로 도계한 후 가슴살을 얻어 시료로 사용하였다. 시료를 2cm 두께로 절단하여 양파발효물에 1분간 침지하였으며, 대조구 시료는 3차 증류수에 침지하였다. 침지 처리 후 비닐 랩으로 최대한 밀봉하여 4에서 냉장보관하였고, 보관 3일, 7일 및 14일째에 malondialdehyde (MDA) 생성량을 분석하였다.

2) 근육 내 지질 과산화물의 생성, 항산화 활성 및 pH 변화

근육 내 지질 과산화물인 Malondialdehyde(MDA)는 Botsoglou 등(1994)의 방법을 일부 수정하여 조사하였다.

a. MDA standard의 제조

1,1,3,3,-tetra-ethoxypropane 73.2mg에 10ml의 0.1N HCl을 가한 후 100의 water bath에 5분간 방치하였다. 수돗물에 빠르게 식힌 후 2차 증류수로 총 부피를 100ml로 조정하였으며, 239 ug/ml 농도의 MDA stock 용액을 준비하였다. 이 용액을 희석하여 다양한 농도의 MDA 표준용액을 조제하였다. 준비된 MDA 표준용액의 흡광도는 UV-visible spectrophotometer (Meckman DU-530, Beckman Counter, Inc., Fullerton, USA)를 사용하여 최대흡수파장인 532nm에서 측정하였다.

b. MDA의 분석

보관된 시료는 추가적 산화를 막기 위해 -20℃ 냉동고에 보관하였다가 분석 전 4℃ 냉장실에서 19시간 동안 해동한 후 분석에 이용하였다. 시료 2g을 정량하여 50ml의 centrifuge tube에 취하였다. 0.8% BHT (in hexane) 5ml과 5% trichloroacetate (TCA) 용액(in distilled water) 8ml을 가한 후 30초간 균질화하였다. 원심분리기(Mage 210, Hanil, Korea)를 이용하여 3,000g에서 5분간 원심분리하고 pasteur pippet을 이용하여 하층의 수용액만을 취한 후 여과지(Whatman #1)를 이용하여 여과하였다. 여과된 수용액에 5% TCA 용액을 가하여 부피를 10ml 조정하였다. 이 중 3ml을 10ml 시험관에 옮긴 후 0.8ml 2-thiobarbituric acid 용액 (in distilled water) 2ml을 가하였다. 발색반응을 위해 시료를 70℃로 맞춰진 water bath로 옮긴 후 가볍게 shaking 해주면서 30분간 반응시켰다. 반응을 종결시키기 위해 ice bath에서 7분간 식히고 다시 상온에 45분간 방치하여 반응물을 안정화시켰다. 발색물질은 UV-visible spectrophotometer (Meckman DU-530, Beckman Counter, Inc., Fullerton, USA)를 사용하여 532nm에서 측정한 뒤 표준곡선을 기준으로 농도를 결정하였다. 모든 실험은 각 시료에 대해 2회 반복하였으며, 결과는 2회 반복한 값들의 평균으로 나타내었다.

3) 통계분석

모든 얻어진 결과에 대한 통계분석은 Statistical Analysis System (SAS, 2002)에 의해 one-way ANOVA로 분산분석을 하였으며, 분산분석상의 통계적인 유의차가 인정될 때 Duncan의 다중검정을 이용하여 유의 수준 P<0.05에서 처리간의 유의성을 검정하였다(Duncan, 1955).

2. 시험결과

양파발효물의 침지 처리가 삼계닭 가슴살의 저장 안정성에 미치는 영향에 대한 결과를 표 10에 나타내었다. 근육 내 지질 산화의 최종산물인 MDA의 함량을 조사한 결과 저장 3일째에서는 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 7일째와 14일째에 분석한 결과에서는 양파발효물 침지에 의해 가슴살 내 MDA 농도가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다(P<0.01).

양계산물 내 MDA 농도는 지질 과산화 정도를 판단하는 분석 지표이다(Botsoglou 등, 1994, J. Agri. Food Chem. 42:1931-1937). 알파-tocopherol 등의 천연 항산화 영양소(Cherian 등, 1996, J. Food Sci. 61:15-18; Qi와 Sim, 1998, J. Agric. Food Chem. 46:1920-1926)를 사료 내에 강화하거나 식물 추출물(Botsoglou 등, 2005)을 급여함으로써 양계산물 내 지질 산패를 방지하는 효과를 얻을 수 있었다. 로즈마리 분말(Florou-Paneri 등, 2006, J. Poult. Sci. 43:143-149)이나 사프란(Botsoglou 등, 2005, Br. Poult. Sci. 46:701-707)을 급여한 후 생산된 계란의 MDA 수치는 대조구에 비해 유의하게 낮았다고 보고되었다. 본 실험의 결과를 보면 양파발효물을 이용하여 처리함으로서 삼계닭 계육의 저장 안정성이 개선되었으며, 향후 천연 항산화 원료로서 충분히 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.

표 10은 양파발효물 급여가 삼계닭의 저장 특성에 미치는 영향을 나타낸 표이다.

Claims (8)

1. 루코노스톡 시트레움(Leuconostoc citerum)을 이용하여 발효된 양파발효 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 당밀을 포함하는 것을 특징으로 하는 양파발효 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 항산화 활성을 가지는 것을 특징으로 하는 양파발효 조성물.
4. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항의 양파 발효 조성물을 유효성분으로 포함하는 사료 첨가제 조성물.
5. 제 4항에 있어서, 상기 사료는 닭의 생산성 향상에 효과를 가지는 사료 첨가제 조성물.
6. 제 1항 내지 제3항 중의 어느 한 항의 양파 발효 조성물을 유효성분으로 포함하는 계육 품질용 조성물.
7. 루코노스톡 시트레움 배양 배지에 있어서, 양파즙 또는 양파 추출물을 포함하는 루코노스톡 시트레움 배양 배지 조성물.
8. 루코노스톡 시트레움 배양 방법에 있어서, 배지에 양파 또는 양파즙 10~30%, 당밀 1~5%, 및 자당 1~5% (w/v) 포함하여 발효하는 단계를 포함하는 루코노스톡 시트레움 배양 방법.

Images