KR20130005958A

KR20130005958A - 미생물 생균제와 유기산을 이용한 보조사료

Info

Publication number: KR20130005958A
Application number: KR1020110067682A
Authority: KR
Inventors: 박병은
Original assignee: 박병은
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-16

Abstract

본 발명은 유기산들(구연산, DL-사과산, 푸마르산 등)과 미생물을 이용하여 가축을 건강하고 빠르게 키워 사료절감과 폐사율을 줄이는 발명에 관한 것이다.

Description

미생물 생균제와 유기산을 이용한 보조사료{subsidiary feeder using microorganism probiotics and organic acid}

본 발명은 미생물배양 배지에 유용종균을 접종시켜 발효한 액상과 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 혼합하여 부형제에 혼합하여 발효시킨 사료로 축산분야의 사료에 0.1% - 0.2%를 혼합 급여하여 사료절감과 폐사율을 감소시키기 위한 가축의 사육하는 기술에 관한 것이다.

본 발명은 유용미생물들과 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)이 가축의 장내에서 유해균은 억제하고 유익균을 증식시킨다는 사실에서 착안하여 가축의 사료에 이용하여 사료절감, 폐사율 감소 등을 줄이기 위해 안출 되었다.

가축의 위에서 나오는 위산은 PH 2.5로 강산에서도 살아 대장까지 살아갈 수 있는 미생물(candida utils 등)을 선택 후 미강을 추출한 배지에 발효하여 식품첨가용 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 첨가 후 부형제(미강, 왕겨 등)에 흡착시킨 후 건조기에서 발효 후 건조하여 가축의 사료에 혼합, 급여하여 가축의 사료절감, 폐사율 감소 등을 해결하는 기술이다.

기존유용미생물을 이용한 생균제의 문제점은 대장의 유익균과 유해균을 빠른 시간내에 확실하게 안정시키지 못해 소화 및 몸무게증가가 이루어지지를 못했다는 것이다. 이는 유용미생물들이 위에서 대장까지 살아가지 못한 것도 있지만 살아갔더라도 유해균이 우점하고 있고, 유익균의 증식환경이 맞지 않았기 때문이다.

사료절감과 빠른 소화촉진, 몸무게증가율을 위하여 근본적인 대장환경을 개선하여 가축의 건강을 증진과 빠른 몸무게증가율 및 폐사율을 낮추는 것이 과제이다.

본 발명은 미생물들은 대부분 위산에 죽는다는 점에서 착안하여 Ph가 중성과 산성에서 활동적인 미생물을 선택하고 미생물의 생육에 활성화하면서 전혀 지장이 없고 가축의 위와 대장 내의 유해균을 억제할 수 있는 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 미생물과 같이 응용이 가능하다는 판단에 따라 다양한 방법으로 실험한 결과 상기에서 선택한 미생물(candida utils 등)과 생육과 활성에 전혀 문제가 없었으며 다른 바실러스계열 미생물의 생육과 활성에도 전혀 문제가 없고 미생물에 활성과 생육에 효과적임을 확인하게 되었다.

유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)은 백색의 분말로 냄새가 없으며 강한 산미를 가진다. 주로 청량음료수, 혼성주, 캔디, 젤리, 잼, 빙과, 통조림 등의 산성조미료 및 식용유의 산패방지제(synergist)로서 널리 사용되는 매우 안전한 물질이다.

본 발명은 미생물과 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 주원료로 하여 가축의 장내 생태계를 유해균으로부터 보호하고 유익균을 증식시켜 가축을 건강하게 만들고 소화흡수를 도와 빠른 성장을 할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 특히 가축들의 질병으로 인한 폐사 및 사료절감을 위해 들이는 경제적 손실을 해소할 수 있다.

본 발명에 있어서 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)과 유용미생물은 바이러스에 대해 항생물질과 같은 작용을 하며, 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 꾸준히 섭취하면 백혈구를 만들어내는 림프구가 많이 생성되어 백혈구의 활동이 활발해지면 몸의 면역력이 높아져 질병에 쉽게 걸리지 않는 효과가 있으며, 그로 인한 가축의 폐사율 감소를 획기적으로 할 수 있다. 또한, 장 기능을 강화해 영양분의 소화와 흡수 도와 빠르게 몸무게 증가할 수 있으며, 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)과 유용미생물이 동시에 섭취하게 되면 피가 산성으로 기울면 몸은 그것을 중화시키려고 한다. 이때 필요한 물질이 칼슘이다. 칼슘은 장에서 흡수되지 않지만, 유기산 중 구연산과 결합하면 흡수가 잘된다. 칼슘이 든 사료를 함께 먹이면 새끼돼지의 성장발육을 기대할 수 있고, 유용미생물들은 장내 유익균의 증식 및 장내 유해균의 성장억제에 도움을 주며, 배변활동을 원활히 하는데 도움을 주고 특히 유기산 중 구연산과 같이 칼슘흡수에 도움을 주는 효과가 있다. 즉 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)은 위와 대장 내의 ph를 조절하여 병원성균(대장균 등)을 억제하고 소화촉진을 하는 역할을 하고 미생물 생균제(유익균)를 빠르게 우점시켜 미생물 생균제의 효과를 극대화해주는 역할을 하는 효과가 있어, 축산농가의 획기적인 수익증대에 효과가 있다.

구연이란? 시트론 citron의 한자명이며, 시트론을 비롯하여 레몬이나 덜 익은 광귤 등 감귤류의 과일에 특히 많이 함유되어 있는 데에서 연유한다. 영어명인 citric acid의 citric도 감귤류를 뜻하는 그리스어인 citrus에서 유래한 것이다. 화학식 C6H8O7. 물에탄올에 잘 녹는다.

물에서 결정시키면 1분자의 결정수를 지닌 큰 막대 모양 결정이 생긴다. 가열하면 무수물이 되는데, 이것은 녹는점이 153이다. 온도를 더 올리면 175에서 아코니트산이 되고, 고온에서는 이타콘산 무수물이나 전위 생성물인 시트라콘산 무수물 및 아세톤다이카복실산을 생성한다.

당류를 기질로 하여 미생물을 배양했을 때, 배양액 속에 시트르산이 축적되는 현상을 볼 수 있는데 이것을 시트르산발효라 한다. 여러 배양방법이 연구되어 지금은 세계에서 생산되는 시트르산 총량의 90%가 이 발효법에 의해서 만들어진다. 시트르산발효를 일으키는 미생물로는 보통 검정곰팡이가 사용되는데, 산성(pH 23)에서 약 30, 710일간 발효시키면 시트르산을 얻을 수 있다.

TCA회로를 구성하는 한 요소로 시트르산은 고등동물의 물질대사에서 중요한 구실을 한다. 또한 체내의 칼슘흡수를 촉진시키는 작용도 알려져 있다. 용도로는 과즙청량음료에 첨가하거나, 의약품이뇨성 음료에 신맛을 내는 외에 분석시약으로도 사용된다. 또 혈액응고에는 칼슘이온이 필요한데, 시트르산은 칼슘이온을 포착하므로 혈액응고저지제로 사용된다.

사과산이란? DL-사과산이라고도 한다. 화학식 C4H6O5. 흰색의 결정 또는 결정성 가루로서 냄새가 없거나 약간 특이한 냄새와 산미가 있다. 물에 잘 녹고, 알코올에도 녹으나 에테르에는 녹지 않는다. L-말산은 흡습성이 강하나 DL-형은 흡습성이 없다. 1% 수용액의 pH는 2.4이고 녹는점은 127130이다. 신맛은 1.0~1.1로서 시트르산보다 약 20% 강하다. 천연에 존재하는 L-형은 포도, 사과 등에 풍부하며 고급스런 신맛과 약간의 자극성이 있는데 신맛의 강도는 시트르산과 같다. 시트르산은 인체 내 대사과정인 TCA 회로에 관여하는데, DL-형은 체내에서 쉽게 산화되어 D-형으로 된다. L-형은 동맥경화나 고혈압에 효과가 우수하다.

1일허용섭취량(ADI)은 사용기준이 없다. 랫트나 마우스에 대한 1% 수용액의 LD50(엘디50)은 1,600~3,200mg/kg이다. 산미료로서 사과과즙, 사과잼, 사과소스, 사과통조림 등에 사용되고, 순한 신맛을 나타내어 주스류에 시트르산 대체품으로 사용한다. 또한 녹는점이 낮아 사탕과자에 사용되며 독특한 신맛과 유화 안정성으로 마요네즈에 사용된다. 이외에 청량음료, 젤리, 합성주, 무염간장(대용 염미제) 등의 식품에도 사용된다. DL-말산은 신맛이 긴 시간 동안 유지되고 시트르산보다도 신맛이 크다. 단독으로 사용되는 것보다 다른 유기산과 함께 사용하는데, 시트르산의 80%까지 대체가 가능하다. 이외에 천연과즙의 갈변방지, 펙틴의 추출보조제, 효모의 생장촉진제, 팽창제의 산성제, 소시지의 pH 조정제, 금속봉쇄제 등으로 사용된다.

푸말산이란? 화학식 C4H4O4. 분자량 116.17, 녹는점 286287[봉관(封管) 속에서 측정], 비중 1.63이다. 흰색의 결정성 가루로서 냄새가 없고 특이한 신맛을 가진다. 물에는 잘 녹지 않고, 알코올(5.8%), 아세톤(1.7%)에 녹으며 클로로폼이나 벤젠에는 녹지 않는다. 흡습성이 적고 안정하다. 200 이상에서는 승화되고 230 이상 가열하면 일부가 무수사과산이 되며 물과 함께 가열하면 dl-타타르산이 된다.

푸마르산은 고체 유기산 중 가격이 저렴하고 그 효과가 커서 가장 경제적인 산으로 알려져 있다. 푸마르산은 강하고 독특한 수렴성 신맛을 가지고 있는데, 시트르산의 신맛보다 1.8배 강하다. 포화수용액의 pH는 2.2~2.7이며, 녹는점은 287이다. 인체 대사과정인 크렙스 회로(Krebs Cycle)의 중간체로 생성되며 인체에 중요한 유기산이다.

1일허용섭취량(ADI)은 책정되어 있지 않다. 푸마르산은 물에 잘 녹지 않아 청량음료, 과일 통조림 등에 시트르산 혹은 타타르산과 함께 사용하며 이때 시트르산의

20~30% 정도 첨가한다. 비흡습성이므로 분말식품에 사용하면 효과적이고 물에 용해도가 낮아 분말주스의 발포제로 사용하면 기포의 지속성에 좋다. 이외에 합성 청주나 절임류에 푸마르산일나트륨과 석신산이나트륨 등과 함께 사용한다. 팽창제의 지효성 산성물질로 사용되며, 유지식품의 산화방지제와 함께 사용하면 산화방지 효과가 증대된다. 밀폐용기에 보관한다.

유용미생물이라함은 자연계에 존재하는 것으로 유기물을 분해하여 무기물로 만드는 역할을 하는 것으로 일반적으로 효모, 고초균, 곰팡이균, 누룩균, 광합성세균, 방선균 등 수많은 종으로 자연에 존재하는 균총을 의미한다. 더욱 바람직하게는 발효능력이 우수한 유용세균으로 유해균을 억제하는 강력한 대사물질 박테리오신을 형성하는 다종류의 미생물을 사용함이 바람직하다.

미생물제제에 유기산(구연산, DL-사과산, 푸말산 등)을 넣고 유용미생물 생육실험한 결과 생육에 전혀 지장이 없는 것으로 확인되었다.(표1, 그림1, 그림2)

구연산 농도에 따른 pH변화 및 균수변화

	효모수 (cfu/g)	유산균수 (cfu/g)
미생물제제원액	1.2x10⁷	4.6x10⁷
2% 구연산,사과산,푸말산	1.3x10⁷	4.2x10⁷
4% 구연산,사과산,푸말산	1.6x10⁷	3.8x10⁷
6% 구연산,사과산,푸말산	1.3x10⁷	3.5x10⁷

[그림1]

[그림2]

미강 100kg, 설탕 75kg, 물 2,000리터를 추출기에 투입시켜 121로 가열하여 영양소를 추출한 액체배지에 효모(candida utils)와 Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis, Bacillus subtilis 등 6개의 종균을 접종하여 24시간 발효시킨 결과 cc당 평균 생균수 6.5억 마리와 다량의 효소를 함유한 액체미생물제제가 생산되었다. 이 미생물제제 50리터에 유기산들(구연산 5kg, DL-사과산 200g, 푸마르산 400g)을 100도로 멸균한 미강 100kg을 같이 넣어 섞은 뒤 건조기에 넣은 뒤 20시간 35로 발효한 다음 30시간 35로 건조하여 함수율 8%이하로 만들어 고속분쇄기로 분쇄하여 포

장한다. 이렇게 만들어진 사료를 축산농가의 일반적인 사료에 0.1%~0.2%를 혼합하여 새끼돼지에 급여한 결과 폐사율은 없어지고 몸무게증가율은 높아지는 결과를 확인하였다. (표2)

상기 실시 예 1에서 액체미생물제제를 고액분리장치인 원심분리기 또는 0.1마이크로필터를 통과하여 반고체인 미생물은 제외하고 효소 액상의 효과를 검증하고자 상기 실시 예 1에서의 사료 만드는 방법처럼 효소 액상 50리터와 멸균미강 100kg을 혼합하여 건조한 뒤 고속분쇄기로 분쇄하여 넣어 분쇄하여 포장한 뒤 축산농가의 일반적인 사료에 0.1%~0.2%를 혼합하여 새끼돼지에 급여한 결과 폐사율과 몸무게증가율은 상기 실시 예 1보다 떨어지는 결과를 확인하였다.(표3)

상기 실시 예 2에서 효소 액상 50리터와 멸균미강 100kg에 유기산들(구연산 5kg, DL-사과산 200g, 푸마르산 400g)을 넣어 혼합 건조한 뒤 고속분쇄기로 분쇄하여 포장해 축산농가에 일반적인 사료에 0.1%~0.2%를 혼합하여 새끼돼지에 급여한 결과 폐사율과 몸무게증가율이 상기 실시 예 1보다 다소 떨어지는 결과를 확인하였다.(표4)

상기 실시 예 1에서 액상미생물제제를 빼고 유기산들(구연산 5kg, DL-사과산 200g, 푸마르산 400g)를 정제수에 희석하여 멸균미강 100kg를 혼합하여 건조한 뒤 고속분쇄기로 분쇄하여 포장해 축산농가에 일반적인 사료에 0.1%~0.2%를 혼합하여 새끼돼지에 급여한 결과 상기 실시 예 1보다 다소 떨어지는 결과를 확인되었으며, 일부 자 돈에서 변비가 발생하는 것을 발견되었다. (표5)

합천 한일양돈농장 4월29일부터 5월14일까지 측정결과

입식일자	두수	총무게	평균무게	입식 후 5월14일까지 평균무게 몸무게증가율	폐사수	비 고
4-29	450	11,980kg	26.62kg	8.4kg	5	입식후 16일	기존 생균제 0.1%~0.2%를 일반사료와 혼합급여
5-6	301	7,240kg	24.05kg	8.4kg	0	입식후 8일	실시예1에서 만들어진 사료 0.1%~0.2%를 일반사료와 혼합급여

합천 한일양돈농장 5월20일부터 6월4일까지 측정결과

입식일자	두수	총무게	평균무게	입식 후 6월4일까지 평균무게 증체율	폐사수	비 고
5-20	300	7,640kg	25.46kg	3.5kg	4	입식후15일	실시예2에서 만들어진 사료 0.1%~0.2%를 일반사료와 혼합급여

합천 한일양돈농장 5월25일부터 6월9일까지 측정결과

입식일자	두수	총무게	평균무게	입식 후 6월9일까지 평균무게 증체율	폐사수	비 고
5-25	250	6,340kg	25.36kg	5.9kg	5	입식후16일	실시예3에서 만들어진 사료 0.1%~0.2%를 일반사료와 혼합급여

합천 한일양돈농장 5월30일부터 6월18일까지 측정결과

입식일자	두수	총무게	평균무게	입식 후 6월18일까지 평균무게 증체율	폐사수	비 고
5-30	250	6,505kg	26.02kg	6.3kg	3	입식후16일	실시예4에서 만들어진 사료 0.1%~0.2%를 일반사료와 혼합급여

Claims

미생물을 배양한 액체미생물제제에 유기산들(구연산, DL-사과산, 푸마르산 등)과 멸균미강을 혼합한 뒤 발효 후 건조하여 가축 일반사료와 0.1%~0.2%를 혼합 급여하는 것이 특징인 보조사료.
제1항에 있어서 상기 액체미생물제제를 고액분리한 효소액상과 멸균미강을 혼합한 뒤 건조하여 가축 일반사료와 0.1%~0.2%를 혼합 급여하는 것이 특징인 보조사료.
제1항에 있어서 상기 액체미생물제제에서 고액분리한 효소 액상과 유기산(구연산, DL-사과산, 푸마르산 등), 멸균미강을 혼합한 뒤 건조하여 가축 일반사료와 0.1%~0.2%를 혼합 급여하는 것이 특징인 보조사료.
제1항에 있어서 상기 액체미생물제제를 빼고 유기산들(구연산, DL-사과산, 푸마르산 등)와 멸균미강을 혼합하여 건조하여 가축의 일반사료와 0.1%~0.2%를 혼합 급여하는 것이 특징인 보조사료.