KR20120106733A - 동물 사료 내 금속 보충제의 용도 - Google Patents

동물 사료 내 금속 보충제의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동물에 (영양적으로) 유용한 금속을 제조하기 위한 보충제의 용도로서, 상기 보충제는 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), GLDA의 금속 착물, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), MGDA의 금속 착물, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS), EDDS의 금속 착물, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, 이미노디숙신산 (IDS), IDS의 금속 착물, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것인 용도에 관한 것이다.

Description

동물 사료 내 금속 보충제의 용도{USE OF A METAL SUPPLEMENT IN ANIMAL FEED}
본 발명은 동물에 (영양적으로) 유용한 금속을 제조하기 위한 보충제의 용도에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 이러한 금속 보충제를 포함하는 동물 사료, 동물 음료수, 또는 솔트릭, 이를 위한 프리믹스, 및 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스를 보충하는 방법에 관한 것이다.
동물 사료 내 금속 원의 이용은 오랫동안 행하여진 관행이다. 무엇보다 구리, 아연, 망간, 철, 코발트 및 크롬은 동물 내 중요한 생리학적 역할을 하는 금속이다. 예를 들어, 구리 결핍은 수많은 동물 종 내 머리 및 털의 색소침착 실패를 초래한다. 이는 특히 어두운 털로 덮인 소 및 양에서 현저하다. 구리-결핍 식이를 공급받는 칠면조 새끼의 털 또한 색소침착 결여를 보인다. 이는 또한 소 내에서 심장 병변을 야기할 수 있으며, 이는 돌연사를 초래할 수 있다. 또한, 구리-결핍 식이를 공급받은 병아리 및 돼지는 주요 동맥 내 구조적 결함으로 인하여 심각한 내부 출혈로부터 갑자기 사망할 수 있다. 나아가, 구리는 장점막 및 철 저장 조직으로부터 철 방출에 필수적이므로, 구리 결핍은 많은 종에서 빈혈을 야기하는 것으로 알려져 있다. 아연 결핍의 신호는 털 손실, 피부 병변, 설사 및 체조직 소모를 포함한다. 따라서, 돼지, 가금류, 및 소의 식이 내 적절한 수준의 아연은 이들 동물의 건강한 성장 및 체중 증가에 중요한 것으로 보여져 왔다. 또한, 아연 결핍 식이를 공급받은 동물은 식도 내 선천성 결함 및 섬유증 변화를 나타내는 경향이 있을 수 있는 것으로 문헌에 보고된 바 있다. 코발트는 비타민 B12 합성에 요구되는 것으로 알려져 있으며, 망간 및 철은 동물 내 많은 효소적 공정에 있어서 중요한 역할을 한다; 즉, 상기 금속은 효소 내 촉매적 역할을 가진다. 나아가, 철은 헤모글로빈 기능을 위하여 요구되며, 동물 내 철 결핍 예방은 빈혈을 예방할 것이다.
구리, 망간, 철 또는 아연과 같은 동물 내 금속 결핍을 피하기 위하여, 금속 보충제가 대개 예를 들어 이들 보충제를 동물 사료에 첨가함으로써 동물에 투여된다.
동물에 그 식이 섭취 내 적절한 수준의 금속 영양분을 제공하는 것은 보이는 것처럼 항상 쉬운 것은 아니다. 금속은 영양적으로 유용한 형태로 있어야 한다. 예를 들어, 염화 아연과 같은 아연의 전형적인 염을 사용함에 의한 식이 보충은 위장관 내 흡수에 유용하지 않은 형태로 위장관 침전을 초래할 것이며, 따라서 이들 금속에 대한 생리적 요구를 충족시키지 못한다. 보다 구체적으로, 미량 금속의 위장관 침전에 대한 가장 잘 알려진 요인은 동물 사료 내 피트산 또는 피테이트의 존재이나, 탄닌, 몰리브덴산염, 인산염, 섬유 및 옥살염과 같은 동물 내 유사한 원치 않은 효과를 야기하는 기타 물질들이 있으며, 이하 이들을 "영양 길항제"로 집약적으로 언급되고, 영양 길항제는 영양소의 (예를 들어, 흡착, 침전에 의하여, 또는 금속 영양소의 생물학적 기능 내 혼입을 유도하는 필수적인 단계의 간섭에 의하여) 영양적 유용성을 감소시키는 임의의 물질로서 정의된다.
피트산 (phytic acid) 또는 피테이트 (phtate)는 염 형태일 때 많은 식물 조직 내에서 원칙적으로 인의 저장 형태이다. 피테이트의 화학식은 다음과 같이 도시된다:
Figure pct00001
피트산 또는 피테이트는 모든 식물성 사료 내 존재하며, 콩류 및 곡물 내 특히 양적 관련성이 있다. 이는 칼슘, 마그네슘, 철, 구리 및 아연과 같은 중요한 금속의 강력한 킬레이트제인 것으로 알려져 있다. 이는 단위 (monogastric) 동물에 의하여 소화될 수 없으며, 이의 가장 경제적으로 적절한 것은 돼지 및 가금류와 같은 가축 및 모든 사육 어류 및 애완 동물이다. 그 위장관 내에서, 피트산 또는 피테이트는 상기 피수 미량 금속의 불용성 침전물을 형성할 것이며, 이는 그 흡수를 매우 억제한다. 따라서, 동물 식이 내 피트산 및 피테이트와 같은 물질의 잠재적 존재를 보상하기 위하여, 높은 수준의 미량 금속이 대개 사료에 첨가된다. 동물에 의하여 흡수되지 않은 금속은 배설되고 거름이 된다. 결국, 이들 금속은 토양 내에 묻히고 이는 주요한 장기 환경 위협으로 간주된다.
문헌에 많은 동물 사료 보충제가 기재되어 있다. 예를 들어, US 2004/0077714는 금속 아미노산 착물의 이용을 개시한다. 보다 구체적으로, 상기 문헌은 구리, 망간 및 아연과 같은 필수 미량 원소 중 하나와 글루탐산 및 아스파르트산과 같은 디카르복실릭 알파 아미노산과의 금속 중성 착물의 이용을 개시한다. EP 0377526은 동물 사료를 생물학적으로 유용한 구리로 보충하는 방법에 관한 것으로, 라이신과 같은 아미노산의 구리 착물 염이 상기 동물 사료에 유효량으로 첨가된다.
그러나, 예를 들어 J. of Anim . Sci . 1996, No 74, pp. 1594-1600에, CuSO4 또는 구리 라이신 착물로부터 성장 자극 수준의 구리를 공급받은 돼지는 유사한 구리 흡수 및 보유를 가졌음이 개시되어 있다. 나아가, 구리 보충제를 공급받은 돼지에 대하여 비료 내 구리 양이 현저히 증가한 것으로 관찰되었다.
현재 아연을 동물에 공급하기 위하여 가장 많이 사용되는 금속 보충제는 징크 메티오닌이다. 그러나, 이러한 보충제는 피테이트와 침전을 형성하여 아연의 비효율적 흡수를 초래하는 것으로 밝혀졌다. 동물에 의하여 요구되는 아연 흡수를 달성하기 위하여, 비교적 높은 투여량이 요구되며, 이는 비료 내 비교적 높은 아연 수준을 초래한다. 따라서 지표수 및 토양 내 아연에 대한 최대 허용가능한 농도를 초과할 것이다.
본 발명의 목적은 금속이 보다 효율적인 방식으로 동물에 (영양적으로) 유용하여, 더 낮은 수준의 금속이 투여되고, 더 적은 금속이 비료 내에 있게 되고, 결국 더 적은 금속이 환경에 유출되도록 하는 동물용 금속 보충제의 용도를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 생분해성 유기 부분을 가져 그 자체가 환경적 위협이 되지 않도록 하는 동물용 금속 보충제의 용도를 제공하는 것이다. 최종적으로, 본 발명의 목적은 그 분자의 대부분이 천연적 유지가능한 급원으로부터 유래되는 것임을 알고, 쉽게 이용할 수 있고 저비용이고 지속 가능한 동물용 금속 보충제의 용도를 제공하는 것이다.
놀랍게도, 특정 화합물을 이용함으로써 상기 목적들이 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 보다 구체적으로, EDDS (에틸렌디아민 N,N'-디숙신산), IDS (이미노디숙신산), GLDA (글루탐산-N,N-디아세트산) 또는 MGDA (메틸글리신-N,N-디아세트산)의 금속 착물의 이용 또는 소듐 또는 포타슘 GLDA, GLDA 그 자체의 산성 형태, 소듐 또는 포타슘 MGDA, MGDA 그 자체의 산성 형태, 소듐 또는 포타슘 EDDS, EDDS 그 자체의 산성 형태, 또는 소듐 또는 포타슘 IDS 또는 IDS 그 자체의 산성 형태의 이용은, 피트산 또는 피테이트와 침전이 형성되지 않으므로, 사료로부터 동물을 위한 금속의 매우 우수한 유용성을 제공한다. 따라서, 이는 동물 사료 내 금속의 양을 유의하게 낮출 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 동물에 (영양적으로) 유용한 금속을 제조하기 위한 보충제의 용도로서, 상기 보충제는 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), GLDA의 금속 착물, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), MGDA의 금속 착물, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS), EDDS의 금속 착물, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, 이미노디숙신산 (IDS), IDS의 금속 착물, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것인 용도에 관한 것이다.
소와 같은 반추류는 피테이트가 바로 위에 언급된 미네랄 금속의 유용성을 방해하는 문제가 거의 없는 것으로 보이며, 이는 피타아제 효소가 소화관 내에 존재하기 때문이다. 이러한 효소는 피테이트를 당 및 인산으로 분해할 것이다. 그러나, 동물 사료 내 금속의 유용성에 또한 영향을 미치는 이들 동물들의 위장관 내 소에 특이적인 영양 길항제가 많이 있으므로, 본 발명에 따른 금속 보충제의 이용은 이들 동물들을 위해 통상적으로 사용되는 보충제에 비하여 이점 및 본원에 명시되는 바와 같은 금속 보충제의 기타 이점들을 가진다.
본 발명은 또한 (i) 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), GLDA의 금속 착물, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), MGDA의 금속 착물, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS), EDDS의 금속 착물, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, 이미노디숙신산 (IDS), IDS의 금속 착물, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물, 및 (ii) 단백질, 지방, 탄수화물, 미네랄, 비타민, 비타민 전구체, 및 물 또는 기타 식용가능한 액체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 금속이 보다 효율적인 방식으로 동물에 (영양적으로) 유용하여, 더 낮은 수준의 금속이 투여되고, 더 적은 금속이 비료 내에 있게 되고, 결국 더 적은 금속이 환경에 유출되도록 하는 동물용 금속 보충제의 용도가 제공된다.
다음의 이론에 구애되거나 제한됨이 없이, 놀랍게도, GLDA, EDDS, IDS 및 MGDA는 금속의 라이신 또는 메티오닌 착물과 같은 더 약한 킬레이트의 경우와 달리 위를 통한 통과에서 생존하기에 충분히 강한 금속과의 착물을 형성하는 것으로 믿는다. 따라서, 금속은 계속해서 위장관 내 킬레이트화되며, 피테이트 또는 피트산 또는 동물 사료 내 존재하는 기타 영양 길항제와 착물을 형성하지 않는 것으로 보인다; 즉, 본 발명의 보충제의 이용은, 한편으로 금속을 영양 길항제와 침전에 훨씬 덜 취약하게 하기에 충분히 강하나, 다른 한편으로 금속이 보충제가 공급되는 동물에 더 이상 유용하지 않을 정도로 강하지 않은, 금속의 킬레이트화의 우수한 밸런스를 제공한다. 또한, 본 발명의 금속 보충제는 만족스러운 흡수, 친화성, 독성 및 배설 프로필을 가진다.
본원에서, 용어 "단백질"은 아미노산으로 이루어지는 유기 화합물을 포함하고; 용어 "지방"은 백본 구조에 결합되는 지방산 (한 말단에 카르복시산기를 가지는 탄소 및 수소 원자의 사슬)의 화합물, 종종 글리세롤을 포함하고; 용어 "탄수화물"은 주로 탄소, 수소 및 산소 원자를 포함하며, 상기 원자들이 약 1:2:1 원자비로 존재하고, 글루코오스, 프럭토오스, 수크로오스, 락토오스, 글리코겐, 리보오스, 및 전분과 같은 사카라이드 (모노사카라이드, 디사카라이드, 올리고사카라이드 및 폴리사카라이드, 더 작은 모노- 및 디-사카라이드는 종종 당으로 언급됨) 기를 포함하는 유기 화합물을 포함하고; 용어 "미네랄"은 칼륨, 염소, 나트륨, 칼슘, 인, 마그네슘, 아연, 철, 망간, 구리, 요오드, 셀레늄, 몰리브덴, 황, 코발트, 니켈, 브롬, 불소, 및 붕소와 같은, 통상적인 유기 분자 내에 존재하는 탄소, 수소, 질소 및 산소의 네 가지 원소 이외의 화학적 원소를 함유하는 화합물, 종종 염을 포함하고; 용어 "비타민"은 "비타민 A"와 같은, 현재 널리 인식되는 열세개의 비타민을 포함하는, 그 생물학적 및 화학적 활성에 의하여 분류되는 화합물 군을 포함한다. 비타민 전구체는 잘 알려져 있으며, 예를 들어 β-카로틴을 포함한다. 식용가능한 액체는 동물이 식용가능한 것으로 알려진 모든 액체이며, 예를 들어 물 및 액체 지방을 포함한다.
식이 보조제 또는 식품 보충제 또는 영양제로도 알려진 보충제는 식이를 보충하기 위한 제제이며, 정상적인 식이 내에 결여될 수 있거나 또는 충분한 양으로 섭취되지 않을 영양소를 제공한다.
프리믹스는 사료와 혼합시 동물에 필요로 하는 양의 특정 영양소를 공급하기에 적합한 동물 사료를 제공하는 충분한 양의 보충제를 함유하는 혼합물이다. 프리믹스는 대개 제조 및 분배 공정의 초기 단계에 혼합되는 물질 또는 제품을 의미한다. 따라서, 프리믹스는 상업적 식량 내로 블렌딩하기 위한 다수의 동물 사료 성분으로 이루어지는 종종 농축된 조성물이다. 이러한 프리믹스의 유용성으로 인하여, 예를 들어, 그 자신의 곡물을 사용하는 농부는 그 자신의 식량을 제조하고 그의 동물이 권장되는 수준의 영양소를 얻는 것을 확신할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 구현예에서, 금속 보충제가 사용되며, 상기 보충제는 GLDA, MGDA, EDDS 또는 IDS의 음이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온; 및 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연, 철, 망간, 크롬, 및 코발트 양이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 양이온을 포함한다.
GLDA, MGDA, EDDS 또는 IDS의 금속 착물을 포함하는 금속 보충제가 사용되는 경우, 상기 금속은 바람직하게 아연, 구리, 철, 망간, 코발트, 크롬, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게, 아연, 구리 또는 마그네슘이다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 상기 금속 보충제는 MGDA 또는 GLDA의 금속 착물 또는 나트륨 또는 칼륨 염을 함유한다.
더 바람직한 구현예에서, 상기 금속 보충제는 GLDA의 아연, 망간, 철 또는 구리 착물을 포함하고, 본 발명에 따른 특히 바람직한 구현예에서, 상기 금속 보충제는 GLDA의 아연 또는 구리 착물을 포함한다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 상기 보충제는 GLDA의 금속 착물 (상기 금속은 칼슘 또는 마그네슘임), MGDA의 금속 착물 (상기 금속은 칼슘 또는 마그네슘임), 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS)의 금속 착물 (상기 금속은 칼슘 또는 마그네슘임), 이미노디숙신산 (IDS)의 금속 착물 (상기 금속은 칼슘 또는 마그네슘임), 소듐 GLDA. 포타슘 GLDA, 소듐 MGDA, 포타슘 MGDA, 소듐 EDDS, 포타슘 EDDS, 소듐 IDS, 및 포타슘 IDS로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 상기 보충제는 임의로 또한 구리 염, 아연 염, 철 염, 망간 염, 크롬 염, 및 코발트 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염을 포함한다. 상기 칼슘 및 마그네슘 이온은 동물 사료, 동물 음료수, 또는 솔트릭 내에 이미 존재하거나, 또는 염으로서 첨가되는, 구리 이온, 아연 이온, 철 이온, 망간 이온, 크롬 이온, 또는 코발트 이온과 같은 금속 이온에 대하여 용이하게 대체될 수 있다. 소듐 GLDA. 포타슘 GLDA, 소듐 MGDA, 포타슘 MGDA, 소듐 EDDS, 포타슘 EDDS, 소듐 IDS, 및 포타슘 IDS는 동물 사료, 동물 음료수, 또는 솔트릭 내에 이미 존재하거나, 또는 염으로서 첨가되는, 구리 이온, 아연 이온, 철 이온, 망간 이온, 크롬 이온, 또는 코발트 이온과 같은 금속 이온을 킬레이트화할 것이다. 따라서, 금속 착물이 즉석에서, 즉 동물의 소화관 내에 형성될 것이다. 건조 동물 사료 제품 또는 건조 프리믹스에 있어서는, 마그네슘 및 칼슘 착물이 소듐 및 포타슘 염보다 바람직하다.
용어 소듐 GLDA 및 포타슘 GLDA는 GLDA의 모든 (부분적 및 완전한) 소듐 및 포타슘 염을 각각 가리키며, GLDA의 소듐 및 포타슘 염의 혼합물 또는 GLDA (즉, NaxKyHz-GLDA, x+y+z =4)의 혼합 염을 포함한다. 유사하게, 용어 소듐 및 포타슘 MGDA, EDDS 및 IDS는 각각 MGDA, EDDS 및 IDS의 소듐 및 포타슘 염의 혼합물, 또는 MGDA (즉. NaxKyHz-MGDA, x+y+z =3), EDDS (즉, NaxKyHz-EDDS, x+y+z = 4), 및 IDS (즉, NaxKyHz-IDS, x+y+z = 4)의 혼합 염을 포함한다. 또한, 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), 메틸렌글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산 (EDDS) 또는 이미노디숙신산 (IDS)를 본 발명에 따른 금속 보충제 내에 사용할 수 있다.
사용되는 구리염은 바람직하게 CuSO4, CuCl2, CuO, Cu(OH)2, CuCO3, Cu(NO3)2, Cu(OH)(HCO3), 아세트산 구리, 옥살산 구리, 포름산 구리, 및 글루콘산 구리로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 사용되는 아연 염은 바람직하게 ZnSO4, ZnCl2, ZnO, Zn(OH)2, ZnCO3, Zn(NO3)2, 아세트산 아연, 옥살산 아연, 포름산 아연, 및 글루콘산 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 사용되는 철염은 바람직하게 황산제이철 (Fe2[SO4]3?H2O), 황산제일철, 피로인산제2철 (Fe4(P2O7)3?H2O), 오르토인산제2철 (FePO4?H2O), 피로인산 철나트륨 (Fe4Na8(P2O7)5?H2O), 염화제이철, 및 염화제이철로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 상기 망간 염은 바람직하게 MnSO4, MnCl2, and MnCO3.로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 상기 코발트 염은 바람직하게 CoCl2, CoSO4, and CoCO3로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 상기 보충제는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭, 또는 이를 위한 프리믹스 내에 사용된다. 이는 바람직하게 동물 사료 내에, 가장 바람직하게 사료를 포함하는 동물 사료 내에 사용된다.
본원 명세서에서, 사료(feedstuff)는 동물 사료 내에 존재할 수 있는 동물 또는 식물 기원의, 바람직하게 식물 기원의 임의의 물질을 가리키며, 일 구현예에서, 사료는 콩류, 여물, 곡물 및/또는 이의 잎 또는 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 유도체는 예를 들어 식물-유도 물질을 제분함으로써 얻어진다.
본 발명에 따른 금속 보충제는 다양한 동물의 사료 내에 사용될 수 있다. 바람직하게, 이는 애완 동물 및 수생 동물 (어류, 새우 및 패류와 같은 수성 환경 내에 사는 모든 동물)을 포함하는 가축용 사료 내에 사용된다. 더 바람직하게, 이는 닭, 취목묘, 칠면조, 돼지, 소, 양, 염소, 말, 고양이, 개, 어류 또는 새우용 사료 내에 사용된다.
본 발명에 따른 금속 보충제는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스 내에 원하는 농도로 사용될 수 있다. 그러나, 그 향상되고 훨씬 더 효율적인 영양적 유용성으로 인하여, 통상적으로 사용되는 금속 급원의 농도의 절반 미만의 농도로 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA) 또는 메틸글리-N,N-디아세트산 (MGDA)의 금속 착물에 관한 것으로, 상기 금속은 구리, 아연, 망간, 코발트, 크롬, 마그네슘 및 칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 바람직한 금속 착물은 Na2Cu-GLDA, K2Cu-GLDA, H2Cu-GLDA, NaKCu-GLDA, NaHCu-GLDA, KHCu-GLDA, Cu2-GLDA, Na2Zn-GLDA, K2Zn-GLDA, H2Zn-GLDA, NaKZn-GLDA, NaHZn-GLDA, KHZn-GLDA, Zn2-GLDA, Na2Mn-GLDA, K2Mn-GLDA, H2Mn-GLDA, NaKMn-GLDA, NaHMn-GLDA, KHMn-GLDA, Mn2-GLDA, NaCu-MGDA, KCu-MGDA, HCu-MGDA, NaZn-MGDA, KZn-MGDA, HZn-MGDA, NaMn-MGDA, KMn-MGDA, HMn-MGDA이다.
또한, 본 발명은 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스를 보충하는 방법으로서, 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), 메틸글리신-N,N-다아세트산 (MGDA) 에틸렌디아민, N,N'-디숙신산 (EDDS), 또는 이미노디숙산 (IDS)의 금속 착물을 포함하는 보충제를 상기 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스에 첨가하는 단계; 또는 GLDA, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, MGDA, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, EDDS, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, IDS, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을, 임의로 구리염, 철염, 망간염, 크롬염, 및 코발트염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염과 함께, 상기 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스에 첨가하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
구리, 아연, 철, 크롬, 망간 및 코발트가 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스 내에 이미 존재한다면, 구리 염, 아연 염, 철 염, 크롬 염, 망간 염, 및 코발트 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상기 염의 첨가가 필요하지 않은 것으로 이해될 것이다.
본 발명의 방법의 다른 구현예에서, 상기 보충제는 GLDA, MGDA, EDDS 또는 IDS의 음이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온, 및 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연, 철, 망간, 크롬 및 코발트 양이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 양이온을 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법에서, 상기 보충제는 GLDA의 금속 착물 또는 MGDA의 금속 착물을 포함한다.
다른 바람직한 방법에서, 상기 금속은 아연, 구리, 철, 망간, 코발트, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
훨씬 더 바람직하게, 본 발명에 따른 방법에서, 상기 보충제는 GLDA의 아연, 망간, 철 또는 구리 착물을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 콩류, 여물, 곡물 및/또는 그 잎 또는 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 사료를 추가로 포함하는 동물 사료의 보충에 관한 것이다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 상기 방법은 가축 또는 해양 동물, 바람직하게, 닭, 취목묘, 칠면조, 돼지, 소, 양, 염소, 말, 고양이, 개, 어류 또는 새우용 사료의 보충에 관한 것이다.
본 발명은 이하의 비제한적 실시예 및 비교예에 의하여 추가적으로 예시된다.
실시예
P. Wu et al. in International Journal of Food Science and Technology 2009, 44, 1671-1676에 따르면, 피트산은 다가 금속 이온, 특히 아연, 칼슘 및 철과 착물을 형성하는 강력한 능력을 가진다. 이러한 결합은 저조한 미네랄 생체이용률과 함께 매우 불용성인 염을 초래한다. C.I. Febles et al. in Journal of Cereal Science 36 (2002) 19-23은 "피트산 내 존재하는 산성 기들은 몇몇 염의 형성을 촉진시키며, 알칼리 금속염은 수용성인 반면 2가 금속염은 거의 불용성이다"라고 기재한다.
다양한 아연 및 구리염의 용해도에 대한 피트산 존재의 영향을 입증하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다. 2 개의 상이한 pH-값에서, 즉, pH = 4 및 pH = 6에서, 총 4 아연 및 3 구리염이 2배 몰 과량의 피트산과 결합되었다. 이하의 3 농도의 최종 금속 농도를 시험하였다, 즉, 25 mmol/kg에서 높음 (H), 5 mmol/kg에서 중간 (M), 및 0.5 mmol/kg에서 낮음 (L).
시험 용액의 제조
각각의 농도 및 pH에서, 계산된 양의 피트산을 탈염수로 희석하고, 희석된 NH4OH 용액으로 pH를 맞추고, 계산된 양까지 탈염수로 채움으로써 별개의 피트산 원액을 제조하였다. 다음의 4 개의 피트산 용액을 이러한 방식으로 제조하였다:
1. pH = 4에서 0.125 mol/kg 피트산
2. pH = 6에서 0.125 mol/kg 피트산
3. pH = 4에서 0.050 mol/kg 피트산
4. pH = 6에서 0.050 mol/kg 피트산
다음, 0.05 M의 것들을 희석시켜 이하의 2 개의 피트산 용액을 제조하였다. 이들 두 용액의 pH 값들은 조정하지 않았다.
5. pH~4에서 0.005 mol/kg 피트산
6. pH~6에서 0.005 mol/kg 피트산
ZnSO4.H2O (35.7% Zn, ex Sigma-Aldrich) 또는 CuSO4.5H2O (25.2% Cu, Baker Analyzed (공급업자 Mallinckrodt Baker B.V.))를 칭량하고 상응하는 양의 착화제 또는 킬레이트화제를 첨가함으로써 금속 착물 및 킬레이트를 제조하였다. 상기 착화제 또는 킬레이트화제 흡수의 2%의 적은 과량을 사용하여 금속 함유 용액을 제조하였다. 이는 금속 이온의 완전한 착화 또는 킬레이트화를 보증한다. 상기 혼합물을 탈염수 부분 내에 용해하였다. 대략 4 내지 5의 pH 값에 도달하기 위하여 pH를 조정하였다. 모든 용액을 탈염수로 400 g까지 채웠다.
다음의 4 가지 아연-함유 용액을 이러한 방식으로 제조하였다:
?ZnSO4
0.125 mol/kg, 9.158 g ZnSO4.1H2O를 탈염수 내에 용해시켜 pH 5.63을 보였으며, 1일 후 약간의 침전물이 주목되었다. 0.5 M H2SO4로 pH를 4.28로 감소시켰으며, 그 후 용액은 맑아졌다.
?Zn(라이신)2
0.125 mol/kg, 9.158 g ZnSO4.1H2O, and 0.255 mol/kg, 18.691 g 라이신 (Fluka (공급업자 Sigma-Aldrich))을 탈염수 내에 용해시켰다. 몇 분 이내에, pH 4.06의 맑은 용액이 얻어졌다.
?Zn(메티오닌)2
0.125 mol/kg, 9.158 g ZnSO4.1H2O, 및 0.255 mol/kg, 15.220 g 메티오닌 (Fluka (공급업자 Sigma-Aldrich)을 탈염수 내에 용해시켰다. pH를 NH4OH 2.5 %로 pH 4.03에서 pH 4.51로 조정하여 맑은 용액을 얻었다.
?Zn-GLDA-Na2
0.125 mol/kg, 9.158 g ZnSO4.1H2O, 및 0.1275 mol/kg, 36.648 g GL-45-SLA (L-글루탐산 N,N-디아세트산, 테트라소듐염, Na4-GLDA, Dissolvine GL-45-SLA, ex AkzoNobel). pH 5.27에서 맑은 용액이 얻어졌다. pH는 추가로 조정하지 않았다.
이하의 3 가지 구리-함유 용액을 동일한 방식으로 제조하였다.
?CuSO4
0.125 mol/kg, 12.606 g CuSO4.5H2O를 탈염수 내에 용해시켜 pH 3.64의 맑은 용액을 보였다. pH를 더 이상 조정하지 않았다.
?Cu(라이신)2
0.125 mol/kg, 12.609 g CuSO4.5H2O, 및 0.255 mol/kg, 18.686 g 라이신을 탈염수 내에 용해시켰다. 몇 분 이내에 pH 2.40의 맑은 용액이 얻어졌다. NH4OH 2.5 %로 pH 4.17까지 pH를 증가시켰다.
?Cu-GLDA-Na2
0.125 mol/kg, 12.608 g CuSO4.5H2O, 및 0.1275 mol/kg, 36.619 g GL-45-SLA. pH 5.40의 맑은 용액이 얻어졌다. 0.5 M H2SO4로 pH를 4.97로 조정하였다.
다음, 상기 용액들을 탈염수로 희석시켜 동일한 수의 0.0125 mol/kg 용액들을 제조하였다.
이는 다음 용액을 형성하였다:
7. 0.125 mol/kg ZnSO4
8. 0.0125 mol/kg ZnSO4
9. 0.125 mol/kg Zn(라이신)2
10. 0.0125 mol/kg Zn(라이신)2
11. 0.125 mol/kg Zn(메티오닌)2
12. 0.0125 mol/kg Zn(메티오닌)2
13. 0.125 mol/kg Zn-GLDA-Na2
14. 0.0125 mol/kg Zn-GLDA-Na2
15. 0.125 mol/kg CuSO4
16. 0.0125 mol/kg CuSO4
17. 0.125 mol/kg Cu(라이신)2
18. 0.0125 mol/kg Cu(라이신)2
19. 0.125 mol/kg Cu-GLDA-Na2
20. 0.0125 mol/kg Cu-GLDA-Na2
금속염과 피트산의 결합
모든 4가지 아연-함유 및 3가지 구리-함유 용액 상에서, 총 6가지 침전 시험을, 즉 수준 H, M 및 L에서 및 각각의 수준에 대하여 pH = 4 및 pH = 6 에서 수행하였다. 이러한 시험들을 H4, H6, M4, M6, L4 및 L6으로 각각 표시하였다. 총 42 샘플들을 이러한 방식으로 얻었다. 1일 동안 방치시킨 후, 침전물을 제거하고 모액을 그 아연 또는 구리 함량에 대하여 FAAS (불꽃 원자 흡수 분광법)에 의하여 분석하여다. 상세한 절차는 이하와 같다.
?50 ml 미리 칭량된 Greiner 튜브를 상기 피트산 용액들로 채우고, 그 흡수를 정확히 결정하였다.
?상기 금속 착물/킬레이트 용액들을 첨가하고, 그 흡수를 정확히 결정하였다.
?희석된 NH4OH 또는 H2SO4 용액으로 pH를 조정하였다.
?50 g의 총 중량이 되도록 탈염수를 첨가하고, 정확히 결정하였다.
?균질하여질 때까지 수동으로 튜브를 혼합하였다.
?튜브를 1일 동안 주위 온도에서 방치시켰다.
?탁도 또는 침전물이 주목될 때 튜브를 원심분리하였다.
?원심분리된 튜브의 상부층 및 맑은 용액들을 0.45㎛ 필터 위에서 여과하고, 대략 12 ml의 여액을 15 ml 미리 칭량된 Greiner 튜브 내에 넣었다.
?흡수를 정확히 결정하고, 1 ml의 HNO3 1:1을 용액에 첨가하였다. 총 중량을 다시 정확히 결정하였다.
상기 50 ml 시험관을 하기 표 1에 따라 충전시켰다.
시험 샘플 농도의 개요 (PA = 피트산)
샘플 코드 시험
pH 		PA 스톡
농도


mol / kg 		PA 스톡
흡수


g 		금속 스톡
농도


mol / kg 		금속 스톡 흡수


g 		PA 농도
시험 샘플

mmol / kg 		금속 농도
시험 샘플

mmol / kg
H4 4 0.125 20 0.125 10 50 25
H6 6 0.125 20 0.125 10 50 25
M4 4 0.05 10 0.0125 20 10 5
M6 6 0.05 10 0.0125 20 10 5
L4 4 0.005 10 0.0125 2 1 0.5
L6 6 0.005 10 0.0125 2 1 0.5
이하, FAAS (불꽃 원자 흡수 측정)에 의한 분석 후 모액의 아연 및 구리 농도에 대한 결과가 제공된다.
표 1에 따라 착화 또는 킬레이트화된 Zn(II)을 2배 몰 과량의 피트산에 가한 후 % (몰/몰) 가용성 Zn(II)
아연 급원 H4 H6 M4 M6 L4 L6
ZnSO 4 20* 29* 51* 18* 96 58
Zn (라이신) 2 22* 38* 49* 14* 95 37
Zn (메티오닌) 2 21* 32* 55* 13* 99 63
Zn - GLDA - Na 2 103 97 97 99 98 98
* 튜브 내에 침전물 또는 탁도가 주목되었으며, 따라서 튜브를 원심분리하였다.
표 1에 따라 착화 또는 킬레이트화된 Cu(II)를 2배 몰 과량의 피트산에 가한 후 % (몰/몰) 가용성 Cu(II)
구리 급원 H4 H6 M4 M6 L4 L6
CuSO 4 64* 26* 97* 36* 97 80
Cu (라이신) 2 103 102 98 98 99 97
Cu - GLDA - Na 2 104 104 99 98 97 99
* 튜브 내에 침전물 또는 탁도가 주목되었으며, 따라서 튜브를 원심분리하였다.
아연 및 구리 GLDA 모두에 대하여, 맑은 용액이 3 수준 모두에서 발견되었다. 아연 라이신 및 아연 메티오닌의 경우, 모든 황산염의 경우와 마찬가지로 침전이 즉시 형성되었다. 구리-라이신의 경우, 맑은 용액이 또한 얻어졌으나, 다수의 시도에도 불구하고 구리 메티오닌은 피테이트의 존재없이도 물 내에 불용성인 것으로 보였다.
놀랍게도, GLDA를 이용한 실험에서 침전이 거의 형성되지 않았다.
다른 아연 및 구리염 및 아미노산 착물과 달리, 놀랍게도 구리-라이신만이 맑은 용액을 제공하였다.

Claims (16)

  1. 동물에 (영양적으로) 유용한 금속을 제조하기 위한 보충제의 용도로서, 상기 보충제는 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), GLDA의 금속 착물, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), MGDA의 금속 착물, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS), EDDS의 금속 착물, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, 이미노디숙신산 (IDS), IDS의 금속 착물, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것인 용도.
  2. 동물에 (영양적으로) 유용한 금속을 제조하기 위한 보충제의 용도로서, 상기 보충제는 GLDA, MGDA, EDDS 또는 IDS의 음이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온, 및 칼슘, 마그네슘, 구리, 아연, 철, 망간, 크롬 및 코발트 양이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 양이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속은 아연, 구리, 철, 망간, 코발트, 크롬, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용도.
  4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보충제는 GLDA의 금속 착물, MGDA의 금속 착물, EDDS의 금속 착물 또는 IDS의 금속 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보충제는 GLDA의 금속 착물 또는 MGDA의 금속 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보충제는 GLDA의 아연, 망간, 철 또는 구리 착물인 것을 특징으로 하는 용도.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보충제는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭, 또는 이를 위한 프리믹스 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 용도.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동물 사료는 콩류, 여물, 곡물 및/또는 이의 잎 또는 유도체로 이루어지는 군으로부터의 가축 사료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동물은 가축 또는 수생 동물, 바람직하게 닭, 취목묘, 칠면조, 돼지, 소, 양, 염소, 말, 고양이, 개, 어류 또는 새우인 것을 특징으로 하는 용도.
  10. (i) 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), GLDA의 금속 착물, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA), MGDA의 금속 착물, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, 에틸렌디아민 N,N'-디숙신산 (EDDS), EDDS의 금속 착물, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, 이미노디숙신산 (IDS), IDS의 금속 착물, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물, 및 (ii) 단백질, 지방, 탄수화물, 미네랄, 비타민, 비타민 전구체, 및 물 또는 기타 식용가능한 액체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속은 아연, 구리, 철, 망간, 크롬, 코발트, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    GLDA의 아연 또는 구리 착물을 포함하는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    화합물로서 (i) GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, GLDA의 칼슘 착물, GLDA의 마그네슘 착물, MGDA의 칼슘 착물, 및 MGDA의 마그네슘 착물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물; 및 (ii) 구리 염, 아연 염, 철 염, 망간 염, 크롬 염 및 코발트 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염을 포함하는 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스.
  14. 글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA) 또는 메틸글리신-N,N-디아세트산 (MGDA)의 금속 착물로서, 상기 금속은 구리, 아연, 망간, 크롬, 코발트, 마그네슘, 및 칼슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 착물.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 착물은 Na2Cu-GLDA, K2Cu-GLDA, H2Cu-GLDA, NaKCu-GLDA, NaHCu-GLDA, KHCu-GLDA, Cu2-GLDA, Na2Zn-GLDA, K2Zn-GLDA, H2Zn-GLDA, NaKZn-GLDA, NaHZn-GLDA, KHZn-GLDA, Zn2-GLDA, Na2Mn-GLDA, K2Mn-GLDA, H2Mn-GLDA, NaKMn-GLDA, NaHMn-GLDA, KHMn-GLDA, Mn2-GLDA, NaCu-MGDA, KCu-MGDA, HCu-MGDA, NaZn-MGDA, KZn-MGDA, HZn-MGDA, NaMn-MGDA, KMn-MGDA, 또는 HMn-MGDA인 것을 특징으로 하는 금속 착물.
  16. 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 이를 위한 프리믹스를 보충하는 방법으로서,
    글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA), 메틸글리신-N,N-다아세트산 (MGDA) 에틸렌디아민, N,N'-디숙신산 (EDDS), 또는 이미노디숙산 (IDS)의 금속 착물을 포함하는 보충제를 상기 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스에 첨가하는 단계; 또는 GLDA, GLDA의 나트륨염, GLDA의 칼륨염, MGDA, MGDA의 나트륨염, MGDA의 칼륨염, EDDS, EDDS의 나트륨염, EDDS의 칼륨염, IDS, IDS의 나트륨염, 및 IDS의 칼륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을, 임의로 구리염, 철염, 망간염, 크롬염, 및 코발트염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염과 함께, 상기 동물 사료, 동물 음료수, 솔트릭 또는 프리믹스에 첨가하는 단계를 포함하는 방법.
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