KR20130085706A - 가축의 세균성 소화기질병 예방, 치료용 항생제 대체 사료첨가제 - Google Patents

가축의 세균성 소화기질병 예방, 치료용 항생제 대체 사료첨가제 Download PDF

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강보규
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Abstract

본 발명은 천연항균물질인 라이소자임(lysozyme), 비스머스 서브살리실레이트(Bismuth subsalicylate) 및 아스코르빅 산(Ascorbic acid) 복합물을 사용한 소화기질병의 원인이 되는 병원성세균에 대한 항균활성을 가지는 약학적 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 항생제를 대신하여 동물용 대체 사료첨가제로 축산현장 에서 활용됨으로써 소화기질병의 치료, 예방 및 생산성향상 효과를 가지는 사료첨가용조성물에 관한 것이다.

Description

가축의 세균성 소화기질병 예방, 치료용 항생제 대체 사료첨가제{Feed Additives Alternatives to Antibiotics For Preventing And Treating Bacterial Gastrointestinal Disease}
본 발명은 항생제대체용 사료첨가제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연항균물질인 라이소자임(lysozyme), 비스머스 서브살리실레이트(Bismuth subsalicylate) 및 아스코르빅 산(Ascorbic acid) 복합물을 사료첨가제로 사용함으로써, 인공적으로 조합된 항생제를 별도로 사용하지 않아 항생제 사용에 따른 각종 문제점을 극복할 수 있고, 항생제를 사용하지 않고도 세균성 소화기 질병예방과 치료가 가능해 설사병 등으로 이한 가축피해 감소로 농가 소득증대에 크게 기여할 수 있는 사료첨가제에 관한 것이다.
산업과 경제의 급속한 발전에 따라 국민 식생활이 서구화 경향으로 변화되고 있으며, 이로 인한 축산물 섭취의 증가로 인해 우리 축산업은 가축의 질병예방과 치료 및 가축의 성장을 촉진하고, 사료 효율을 개선하여 가축의 생산성 향상을 위해 항생물질을 사용하여 왔다.
그러나 가축사료에 투입되고 있는 항생제는 장기간의 휴약기간이 지나야 완전히 분해 배출되는데, 이러한 기간 전에 가축이 출하 및 식용될 경우에는 가축 내 잔여 항생제로 인하여 그 육제품을 섭취한 인체에서는 위해가 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 나아가 항생제에 대한 내성을 갖는 세균에서 내성을 함유한 유전물질인 플라스미드의 접합이라는 전달에 의해 다른 세균으로 전이될 경우, 살모넬라균과 식중독균 등의 발생을 유발하는 등 보건 위생에 매우 치명적인 문제로 작용하고 있으며, 종래 항생물질이 첨가된 사료첨가제는 동물이나 사람에게 사용되는 항생제에 대한 내성을 보이는 슈퍼박테리아의 출현으로 이어지고 있다.
이에 국내를 포함하여 전 세계적으로 사람에게 사용되는 항생제 뿐 만 아니라 동물에 사용되는 항생제에 대해서는 사용 규제를 강화하려는 추세에 있으며, 특히 유럽에서는 지난 2006년 1월부터 사료에 첨가되는 항생물질의 사용을 전면금지하였고, 우리나라는 2011년 7월부터 가축에 대한 성장촉진제로서 항생제의 사용을 전면금지하였다.
따라서 가축의 사료에 항생제를 첨가하는 것이 매우 어려워졌으며, 더욱이 그러한 사료첨가제가 안전성 측면에서도 신뢰할 수 없기 때문에 항생제를 대신할 수 있으면서도 안전하고 친환경적인 대체물질이 첨가된 새로운 사료첨가제의 개발이 필요한 실정이다.
보다 구체적으로, 생균제(Probiotics), 산제(Acidifiers), 효소제(Enzymes), 광물질 첨가제(Mineral supplements) 그리고 올리고당(Oligosaccharides) 등이 대표적이다. 최근에는 동물(Zasloff, 1987; Skerlavaj등, 1999; Henzler 등, 2003;)과 식물(Taniguchi와 Kubo, 1993; Broekaert 등, 1995;)에서 추출된 천연 항균펩타이드(Antimicrobial peptides, AMPs)가 발견되면서 많은 주목을 받고 있다.
하지만 현재 개발중인 항생제 대체물질의 경우 대체효과가 뛰어나면 제조비용이 비싸거나, 비용이 저렴하면 대체효과가 미미하여 상용화하기 어려운 문제가 있었다.
천연 항균물질인 라이소자임(lysozyme)과 비스머스 (Bismuth)류 또는 다양한 유기산 제제가 단일제로 소화기질병 치료제로 이용되고 있으나, 라이소자임의 경우 가격이 고가여서 유효농도로 다량을 사료첨가하여 사용하는데 제한점이 되고 있으며, 비스머스류는 가격이 고가이면서 단일제로는 항균효과가 다소 약한 단점이 있다. 유기산류는 가격이 저렴한 반면에 산성도를 낮추는 방법만으로는 충분한 항균효과를 얻을 수 없고 알카리성을 나타내는 장에서의 효과가 제한되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 양축 현장에서 저렴하게 항생제 대체 사료첨가제로 실용화할 수 있는 신규한 항균물질을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로 본 발명에 의하면 라이소자임, 비스머스류, 유기산제제 간의 상승작용을 이용하여 항균활성을 극대화한 3종 복합항균물질을 제공함으로써 제품가격을 저렴하게하고, 동물의 소화기질병에 대한 피해를 극소화하고 사료효율을 향상시켜 양축 농가의 가축질병으로 인한 경제적 피해를 크게 감소시킬 수 있다.
본 발명은 라이소자임, 비스머스류 및 유기산제제를 포함하는 사료첨가용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 라이소자임, 비스머스류 및 유기산제제를 포함하는 사료첨가용 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제를 제공한다.
또한 본 발명은 라이소자임, 비스머스류 및 유기산제제를 포함하는 약학적 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 경구용 액제, 정제, 연고제를 제공한다.
본 발명에 의하면, 동물의 소화기질병을 효율적으로 치료, 예방할 수 있는 천연물 유래 항생제 대체 제제로 활용가능하며, 이에 따라 양축농가의 생산성 향상 및 가축질병으로 인한 경제적 피해를 크게 감소시킬 수 있다.
도1은 평판배지확산법(Gel diffusion method)을 사용하여Ascorbic acid 및 Ascorbic acid 및 Bismuth 복합물질의 대장균에 대한 항균성을 비교한 것으로, Ascorbic acid 단일제보다 Bismuth subsalicylate와 복합하였을 때, 두 물질의 상승작용으로 대장균에 대한 억제환이 현저히 크게 나타났다.
본 발명은 라이소자임, 비스머스류 및, 유기산제제를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서 "라이소자임"은 세균 세포벽의 다당류 중 N－아세틸뮤람산과 N－아세틸글루코사민 간의 β－1, 4－글리코시 드결합을 가수분해하는 효소를 말한다. 더욱 상세하게는, 세균 세포벽의 다당류 중 N－아세틸뮤람산과 N－아세틸글루코사민 간의 β－1, 4－글리코시드결합을 가수분해하는 효소. 뮤라미다아제라 고도 한다. 달걀흰자·콧물·침·눈물·젖·혈장· 오줌 외에 무화과나무·파파이아·순무 등의 식 물에 들어 있고 세균으로부터 생체를 지키는 역할을 한다. 페니실린을 발견한 A. 플레밍이 1922년에 발견한 것으로, 콧물·난백 등에 세균을 용해하는 물질이 있음을 확인하였는데 그가 단리(單離)한 Micrococcus lysodeiktics라는 세균이 특히 급속히 용해된다는 사실에서 이를 라이소자임이라 하였다. 1945년에 닭의 난백라이소자임이 결정화되고, 1963년에는 아미노산배열 구조가 밝혀졌다. 129개의 아미노산으로 이루어진 1가닥의 폴리펩티드 사슬로서, 4개의 디술피드결합으로 다리걸침되어 있다. 분자량은 1만 4307이며, 등전점(等電點)은 pH11.0인 강한 염기성의 단백질이다. 입체구조는 1966년 D.C. 필립스 등이 1.5Å 분해능의 X선 해석으로 결정하였다. 폴리펩티드 사슬은 α－헬릭스나 β－시트구조 등을 취하면서 전체적으로는 회전타원체 모양의 분자를 만든다. 크기는 약 45×30×30Å이며, 분자 표면의 중앙에 가늘고 길게 패인 곳으로 가수분해되는 기질이 박혀들어가 효소와 수소결합을 형성함으로써 유지되고 N－아세틸뮤람산의 배모양구조는 변형되어 반의자 모양이 된다. β－1, 4글리코시드결합의 절단은 52번째의 아스파르트산과 35번째의 글루탐산의 곁사슬인 2개 카르복시기의 공동작용으로 이루어진다.
본 발명에 있어서 "비스머스"는 화학기호 Bi로 표기되는 원자번호83의 금속을 말하며, 화학적으로 비소 또는 안티몬과 유사하다. 비스머스는 황화 비스머스, 산화 비스머스의 형태로 상용화되어있지만, 어떤 원소와도 결합되지 않은 상태로 발견되기도 한다. 비스머스는 생성 초기에는 은빛을 띄는 깨지기 쉬운 금속이나, 공기 중에 노출되면 표면이 산화되어 분홍빛을 띄기도 한다. 비스머스 금속은 오래 전부터 알려져 왔으며 18세기까지 납 또는 주석과 종종 혼동되었다.
비스머스 화합물은 화장품, 염료, 몇몇 약제로서 사용된다. 비스머스는 중금속류에 속함에도 낮은 독성을 지닌다. 최근 납의 독성이 점점 명확히 알려짐에 따라 납을 대체하는 합금재료로서의 사용이 많아져 비스머스의 상업적 중요성은 점점 더 커져가고 있다.
비스머스는 주기율표상에 이웃한 금속인 안티몬이나 폴로늄, 납보다 낮은 독성을 가지고 있으며, 생체 내에 축적되지 않는다. 산업적으로 비스머스는 가장 독성이 낮은 중금속의 하나라고 여겨진다.
비스머스의 환경적 영향은 아직 잘 알려져 있지 않다. 비스머스는 용해도가 낮기 때문에 비스머스의 환경적 영향은 크지 않을 것으로 생각된다.
본 발명에 있어서 유기산(有機酸)은 산성을 띠는 유기화합물의 총칭이며 카복시기와 설폰기가 들어 있는 유기화합물이 대표적인 유기산이다.
무기산과 대응하는 말로서 유기산의 종류에는 개미산,구연산,글리실산, 글리콜산, 니코틴산, 레몬산, 말산, 벤조산, 부티르산, 사과산, 살리실산, 숙신산, 술폰산, 술핀산, 시트르산, 아세트산, 아세트살리실산, 아스코르브산, 아스코르빈산, 알파케토글루타르산, 옥살산, 옥살아세트산, 요산, 유리산, 이소시트르산, 젖산, 주석산, 카르본산, 카페인산, 쿠웬산, 타르타르산, 팔미트산, 페놀, 포름산, 포도주산, 푸마르산, 호박산, 핵산 등이 있다. 그 대부분은 카복실산이므로 좁은 뜻으로는 카복실산을 가리킨다. 그러나 아스코르브산이나 요산(尿酸: uric acid)을 비롯하여 카복실산이 아닌 산성물질도 상당히 많이 있으며, 널리 설폰산, 설핀산, 페놀 등도 포함하여 말하는 경우가 많다. 일반적으로 무기산보다 약하지만, 설폰산과 같이 강한 산도 있다.
또한 본 발명은 라이소자임, 비스머스류 및, 유기산제제를 포함하는 약학적 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제를 제공한다. 기존의 효소 제제는 산성조건에서 활성에 영향을 받아 사료첨가제로 먹였을 때 강산성인 위액에 의하여 활성이 저하되는 단점이 있었으나, 본 발명의 라이소자임은 산에 안정하여 사료첨가제로 먹이더라도 강산성인 위액에 의하여 영향을 받지 않는 특성이 있다. 한편, 아스코르빅 산(Ascorbic acid), 비스머스 서브살리실레이트의 복합제는 pH가 2.5~4로 강한 산성을 띄고 있어 사료첨가제로 먹였을 때 강산성인 위액에 의하여 영향을 받지 않는 특징이 있다. 또한 산에 의하여 장내 병원성 세균들을 살균하도록 하는 작용 특성이 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 각종 병원성 세균에 대한 항균성 시험
가. Bismuth 농도별 각종 병원성균에 대한 항균성
Bismuth의 농도별 항균성을 조사하기 위하여 포도상구균( S. aureus), 살모넬라균(S. gallinarum , S. typhimurium) 및 대장균(E. coli)에 대한 항균성을 디스크 확산법으로 시험결과, Bismuth의 농도가 높을 수록 억제환 직경도 컸으며 공시한 균 모두에 대하 여 항균성을 보인 최소농도는 30mg/ml 이었으며 살모넬라균에 대하여는 20mg/ml 농 도에서도 약한 항균활성을 나타내었다. 균종별로는 그람 양성균보다는 그람 음성균에 현저한 항균활성을 보였다(표 1).
Bismuth 농도별 항균성
Bismuth 농도
(mg/ml)		 항균활성(억제환 직경, mm)
S. aureus S. gallinarum E. coli S. typhimurium
100 13 22 23 24
90 13 25 23 22
80 12 20 14 17
70 12 21 18 18
60 12 19 14 18
50 11 18 11 16
40 10 16 11 10
30 9 10 11 8
20 0 8 0 8
10 0 0 0 0
나. Ascorbic acid 와 복합하는 Bismuth 의 농도별 항균성
Ascorbic acid와 복합하는 Bismuth의 농도를 달리(50mg/ml과 10mg/ml)하여 항균성 을 시험한 결과, 50mg/ml 농도에서 대장균에 대한 억제환 직경이 12-17mm, 살모넬 라균은 13-14mm로, 10mg/ml의 12-15mm와 12-14mm보다 대장균이나 살모넬라균 에 대한 활성이 다소 우수하였다(표 2).
Ascorbic acid와 복합하는 Bismuth의 농도별 항균성
공 시 균 Bismuth(50mg/ml)
Ascorbic acid(200mg/ml)		 Bismuth(10mg/ml)
Ascorbic acid(200mg/ml)
E. coli (s175)
E. coli(ST b)
E. coli(STa)
E. coli(야외 분리주)		 12
14
17
14		 13
12
15
12
S. typhimurium
S. enteritidis
S. cholerasuis 		13
16
14		 12
14
13
다. Ascorbic acid ( AA ) 및 Lysozyme 의 대장균 및 살모넬라균에 대한 항균성
Ascorbic acid(AA) 및 Lysozyme의 대장균 및 살모넬라균에 대한 항균성을 시험한 결과, Lysozyme>Bismuth와 Ascorbic acid 복합제>Ascorbic acid 순으로 항균 성이 좋았으며, 전반적으로 이들 시험한 물질에 대하여 대장균보다는 살모넬라균이 다 소 감수성이 높았다. 특히 고농도의 Lysozyme(1%)의 경우 상업적으로 생산되고 있는 항생제와 유사한 항균성을 보였다(표 3).
Ascorbic acid(AA) 및 Lysozyme의 항균성 비교
시 험 물 질 항균활성(억제환 직경, mm)
대 장 균
k99 987p k88ab k88ac		 살모넬라균
S. typhi - S. ente - S. cho -
Murium ritidis lerasuis
Ascorbic acid(AA, 0.2g/ml) 9 10 9 9 12 12 13
Bismuth+AA(pH 1.9) 14 14 17 13 16 14 18
Lysozyme(1%) 21 11 24 24 27 34 32
Lysozyme(0.1%) 15 16 16 16 19 21 22
항생제(PC+SM) 21 23 21 22 26 27 29
항생제(Lincomycin) 22 23 25 24 30 34 34
라. Bismuth / Ascorbic acid 복합제의 농도별 대장균 및 살모넬라균에 대한 항균성
병원성 세균에 대하여 농도를 달리한 Lysozyme과 Bismuth/Ascorbic acid 2종 복합제 의 항균성을 시험한 결과, Lysozyme은 농도가 높을 수록 강한 항균성을 보였으며, Lysozyme 0.001%인 경우 각종 균에 대한 억제환 직경이 7-12mm로, Bismuth+Ascorbic acid(AA) 2종 복합제의 억제환 직경 10-13mm보다 항균성이 낮았으나, Bismuth+AA와 Lysozyme(0.001%)을 3종 복합한 경우 11-15mm로 Bismuth+AA 2 종 복합제와 Lysozyme(0.001%) 단일제보다 높은 항균성을 보여 3종 복합제가 상승효 과가 있음을 보여 주었다(표 4).
병원성 세균에 대한 Lysozyme과 Bismuth/Ascorbic acid 단일 및 복합제의 항균성
시 험 물 질 항균활성(억제환 직경, mm)
S. gallinarum S. typhimurium S. aureus E. coli S. dublin
Lysozyme(1%) 25 22 17 18 21
Lysozyme(0.1%) 20 18 12 15 20
Lysozyme(0.01%) 17 16 10 12 17
Lysozyme(0.001%) 12 9 8 7 10
Bismuth+
Ascorbic acid(AA)		 13 10 12 11 12
Bismuth+AA+
Lysozyme(0.001%)		 15 11 13 12 13
실시예 2. 병원균 공격접종에 대한 Lysozyme 과 Bismuth / AA 사료첨가 급여 마우스의 방어효과
Lysozyme 단미 또는 Bismuth/AA와의 복합제를 마우스에 사료첨가 급여하면서 포도상 구균(S. aureus)과 닭티프스균(S. gallinarum)을 각 복강으로 공격접종하고 1주일간의 방어효과를 시험한 결과, 비 첨가 급여 마우스의 S. aureus와 S. gallinarum에 대한 방 어율이 각 0 및 20%였든 반면에 Lysozyme(0.01%) 급여 마우스는 0 및 60% 였고, 3 종 복합제( Lysozyme/Bismuth/AA) 급여 마우스의 방어율은 20 및 60%로 사료첨가용 항생제(코리스틴제제) 급여마우스와 동일한 방어효과를 나타내었다(표 5).
Lysozyme과 Bismuth/AA의 마우스 방어효과
사료첨가물질 공격접종균 생존수(%) 비 고
Lysozyme(0.01%) S. aureus 0/5(0) - 시험 물질을
마우스 사료에
0.2% 첨가하고
10일간 급여후
공격균을 0.2ml
복강으로 접종,
10일간 관찰.
S. gallinarum 3/5(60)
Bismuth+AA+
Lysozyme(0.01%)		 S. aureus 1/5(20)
S. gallinarum 3/5(60)
사료첨가용 항생제
(코리스틴제제)		 S. aureus 1/5(20)
S. gallinarum 3/5(60)
대조군 S. aureus 0/5(0)
S. gallinarum 1/5(20)
실시예 3. 닭에서 Lysozyme 과 Bismuth / AA 급여효과
가. 닭티프스균 공격접종 후 갈색 산란계에 Lysozyme 또는 Bismuth / AA 의 음수 또는 사료첨가 급여에 따른 생존율 및 체중
갈색 산란계 중추(4주령)에 닭티프스균을 공격접종한 1일 후 Lysozyme 또는 Bismuth/AA를 음수 또는 사료첨가 급여하면서 급여 방법에 따른 치료효과를 생존율 과 증체량으로 시험한 결과, Lysozyme(0.01%) 사료첨가 급여군의 생존율과 증체량 이 각 100% 및 171g으로, 음수투여군의 생존율 및 증체량 40%와 138g 보다 월등 하였으며, Bismuth/AA 사료첨가 급여군의 생존율(66.6%)과 증체율 (151g)보다도 우수하였다(표 6).
Lysozyme과 Bismuth/AA 급여 방법에 따른 방어 및 증체효과
첨가 급여물질 급여방법 생존수(%) 주기별 평균체중(증가체중)
0 10일 20일
Lysozyme(0.01%) 음수투여 2/5(40) 334g 397g 535g
(63) (138)
Lysozyme(0.01%) 사료첨가 5/5(100) 372 405 576
(33) (171)
Bismuth/AA(0.2%) 사료첨가 4/6(66.6) 313 386 537
(73) (151)
대조군 - 1/5(20) 376 397 525
(21) (128)
나. 닭티프스균 공격접종 후 Lysozyme 또는 Bismuth / AA 의 복합 사료첨가 급여에 따른 생존율 및 증체량
병원성 닭티프스균 공격접종에 대한 방어효과는, Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.08%) 3종복합제 투여군이 100%로 가장 우수하였으며, Lysozyme (0.01%) 단일제, Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.02%) 3종복합제, Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.04%) 3종복합제, Lysozyme (0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.06%) 3종복합제를 투여한 군이 각 80%로 나타 나 전혀 방어효과를 보이지 않은 대조군보다 월등하였다. 또한, 1수 당 주기별 평균체 중은, 치료 1주 후에는 Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.04%) 3종 복합제 투여군이 113g으로 가장 많았으며, 2주 후엔 Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.02%) 3종 복합제 투여군과 Lysozyme(0.01%) 단일제 투여군이 각 160g과 155g으로 우수하였다(표 7).
닭에서 단미 및 복합제 급여에 따른 생존율 및 증체율
군 별 생존율(%) 주기별 1수당 평균체중(g)
0 1주 2주		 비 고
1. Lysozyme(0.01%) 4/5(80%) 284 355 510
(71) (155)		 - 시험닭은 4주령 갈색계.

- 공격접종은
S. gallinarum
(1x108cfu/ml) 을 경구로 1ml투여.

- 공격접종 1일
후부터 시험기간
동안 시험물질을
사료첨가 급여
(2주간).
2. Lysozyme(0.001%) 0/5(0) 289 302 -
(13)
3. Lysozyme(0.003%) 3/5(60%) 302 352 428
(50) (76)
4. Lysozyme(0.001%)+
Bismuth(0.005%)+
Ascorbic Acid(0.02%)		 4/5(80%) 265 360 520
(95) (160)
5. Lysozyme(0.001%)+
Bismuth(0.01%)+
Ascorbic Acid(0.04%)		 4/5(80%) 283 396 503
(113) (107)
6. Lysozyme(0.001%)+
Bismuth(0.02%)+
Ascorbic Acid(0.06%)		 4/5(80%) 260 336 442
(76) (106)
7. Lysozyme(0.001%)+
Bismuth(0.04%)+
Ascorbic Acid(0.08%) 		5/5(100%) 260 348 446
(88) (98)
8. Control. 0/5(0) 273 335 -
(62)
실시예 4. Lysozyme , Bismuth 및 Ascorbic acid 혼합 사료첨가 급여 이유자돈의 생산성 향상효과 Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid복합 사료첨가 급여가 이유자돈의 생산성 향상에 미치는 효과를 시험하기 위하여 시험 양돈장에서 이유자돈 70두를 공시하여 2종의 시험 사료(섬유질 보강사료 및 유기산 보강사료)에 Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid 3종 을 복합, 첨가하여 22일간 급여하면서 증체량, 사료효율 및 연변발생 상태를 조사하였다. 그 결과, 혼합, 첨가군 자돈이 사료효율(무첨가군; 1.52 및 1.56, 첨가군; 1.38 및 1.34) 과 연변발생(무첨가군; 25 및 20%), 첨가군; 13.3% 및 6.6%)에서 무첨가군 자돈보다 양호한 결과를 나타내었다(표 8).
이유자돈에 Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid 3종복합 사료첨가 급여가 생산 성에 미치는 효과
시 험 별 A 사료(섬유질 첨가사료) B 사료(유기산 첨가사료) 비 고
무 첨가 첨가* 무 첨가 첨가
시험두수
개시체중(두당)
종료체중(두당)
증체량(두당)
일당 증체(g)
사료효율
연변발생(두수) 		20
8.14
14.03
5.89
267.86
1.52
5두(25%)		 15
5.10
11.0
5.89
267.94
1.38
2두(13.3%)		 20
7.08
12.84
5.75
261.55
1.56
4두(20.0%)		 15
3.94
9.73
5.79
263.06
1.34
1두(6.6%)		 - 사료에 0.1%
를 첨가하여
22일간 급여.
실시예 5. Lysozyme , Bismuth 및 Ascorbic acid 혼합제의 pH 시험 결과
Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid혼합제의 pH를 측정하기 위하여 Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid 각각의 pH와 Bismuth+Ascorbic acid 및 Lysozyme+Bismuth+Ascorbic acid 3종 혼합물의 pH를 측정하였다. 그 결과, 혼합물의 pH가 3.85~3.87의 결과를 나타내었다. (표9).
Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid 혼합제의 pH시험 결과
시료 pH
Lysozyme 0.001% 6.92
Bismuth subsalicylate 0.005% 6.38
Ascorbic acid 0.02% 3.88
Bismuth subsalicylate 0.005% * Ascorbic acid 0.02% 3.85
Lysozyme 0.001% + Bismuth subsalicylate 0.005%
Ascorbic acid 0.02%		 3.87
실험결과의 요약
본 발명에서는 소화기질병 원인 병원세균에 대하여 시험관내, 실험동물 및 목적동물에서 항균활성과 치료, 예방 및 생산성향상 효과가 있는 천연항균물질인 라이소자임(lysozyme), 비스머스 서브살리실레이트(Bismuth subsalicylate) 및 아스코르빅 산(Ascorbic acid) 복합물을 개발하였으며, 이것은 항생제를 대신하여 동물용 대체 사료첨가제로 축산현장 에서 광범위한 활용이 기대된다.
1. Bismuth의 농도별 항균성을 조사하기 위하여 포도상구균( S. aureus), 살모넬라균(S. gallinarum , S. typhimurium) 및 대장균(E. coli)에 대한 항균성을 디스크 확산법으로 시험결과, Bismuth의 농도가 높을 수록 억제환 직경도 컸으며 공시한 균 모두에 대하여 항균성을 보인 최소농도는 30mg/ml 이었으며 살모넬라균에 대하여는 20mg/ml 농도에서도 항균활성을 나타내었다. 균종별로는 그람 양성균보다는 그람 음성균에 현저한 항균활성을 보였다.
2. Ascorbic acid(AA) 및 Lysozyme의 대장균 및 살모넬라균에 대한 항균성을 시험한 결과, Lysozyme>Bismuth와 Ascorbic acid 복합제>Ascorbic acid 순으로 항균성이 좋았으며, 전반적으로 이들 시험한 물질에 대하여 대장균보다는 살모넬라균이 다소 감수성이 높았다. 특히 고농도의 Lysozyme(1%)의 경우 상업적으로 생산되고 있는 항생제와 유사 한 항균성을 보였다.
3. Ascorbic acid와 복합하는 Bismuth의 농도를 달리(50mg/ml과 10mg/ml)하여 항균성을 시험한 결과, 50mg/ml 농도가 10mg/ml보다 대장균이나 살모넬라균에 대한 활성이 다소 우수하였다.
4. 병원성 세균에 대한 Lysozyme과 Bismuth/Ascorbic acid 단일 및 복합제의 항균성을 시험한 결과, Lysozyme은 농도가 높을 수록 강한 항균성을 보였으며, Lysozyme 0.001%인 경우, Bismuth+Ascorbic acid(AA) 복합제보다 항균성이 낮았으나, Bismuth+AA와 Lysozyme 0.001%를 복합한 경우 Bismuth+AA와 Lysozyme(0.001%)보다 높은 항균성을 보여 상승효과를 나타내었다.
5. Lysozyme 단미 또는 Bismuth/AA와의 복합제를 마우스에 사료첨가 급여하 면서 포도상 구균(S. aureus)과 닭티프스균(S. gallinarum)을 각 복강으로 공격접종하고 1주일간의 방 어효과를 시험한 결과, 비 첨가 급여 마우스보다 월등히 높은 방어효과를 보였으며, 3종 복합제( Lysozyme/Bismuth/AA) 급여 마우스는 사료첨가용 코리스틴제제 급여마우스와 유사한 방어효과를 나타내었다.
6. 갈색 산란계 중추(4주령)에 닭티프스균을 공격접종한 후 Lysozyme 또는 Bismuth/AA 를 음수 또는 사료첨가 급여하면서 급여 방법에 따른 치료효과를 생존율과 증체량으로 시험한 결과, Lysozyme(0.01%)의 경우 음수투여보다는 사료첨가 급여가 월등히 높은 생존율 및 증체량을 보였으며, Bismuth/AA 사료첨가 급여군 보다 우수한 생존율 및 증체 량을 나타내었다.
7. 갈색 산란계 중추의 병원성 닭티프스균 공격접종에 대한 방어효과는, Lysozyme (0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.08%) 투여군이 100%로 가장 우수하였으며, Lysozyme(0.01%),Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.02%), Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.04%), Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.06%)를 투여한 군이 각 80%로 양호한 결과를 나타내었다.
닭 1수당 주기별 평균체중은, 치료 1주 후에는 Lysozyme(0.001%)+Bismuth+Asco-rbic Acid(0.04%) 투여군이 113g 으로 가장 많이 나갔으며, 2주 후에는 Lysozyme (0.001%)+Bismuth+Ascorbic Acid(0.02%) 투여군과 Lysozyme(0.01%) 투여군이 각 160g과 155g으로 우수하였다.
8. Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid혼합 사료첨가 급여가 이유자돈의 생산성 향상에 미치는 효과를 시험하기 위하여 시험 양돈장에서 이유자돈 70두를 공시하여 2종의 시험 사료(섬유질 보강사료 및 유기산 보강사료)에 Lysozyme, Bismuth 및 Ascorbic acid를 혼합, 첨가하여 22일간 급여하면서 증체량, 사료효율 및 연변발생 상태를 조사하였다. 그 결과, 혼합, 첨가군 자돈이 사료효율(무첨가군; 1.52 및 1.56, 첨가군; 1.38 및 1.34)과 연변발생(무첨가군; 25 및 20%), 첨가군; 13.3% 및 6.6%)에서 무첨가군 자돈보다 양호한 결과를 나타내었다.
결론적으로 항균활성이 높은 천연 항균물질인 lysozyme과 이것의 항균활성에 상승작용이 있는 Bismuth 및 Ascorbic Acid 복합물질은 시험관내에서와 실험동물에서 단일제보다 월등한 항균효과가 있음이 확인되었으며, 목적동물인 닭과 자돈에서 치료, 예방 및 생산성 향상 효과가 입증되었는 바, 금후 동물의 항생제 대체사료첨가제로 양축 현장에서 크게 활용될 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 유기산, 라이소자임(Lysozyme), 비스머스서브살리실레이트(Bismuth-subsalicylate)를 포함하는 항균활성을 갖는 사료첨가용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기산은 아스코르빅 산(Ascorbic acid)인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물의 pH는 2.5~4.0인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제3항의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제.
  5. 제4항의 사료첨가제를 포함하는 사료에 있어서, 전체 중량 대비 아스코르빅 산(Ascorbic acid)은 0.02~0.08%, 라이소자임(Lysozyme)은 0.001~0.01%, 비스머스 서브살리실레이트(Bismuth Subsalicylate)는 0.005~0.04%를 포함하는 것을 특징으로 하는 사료.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022090254A1 (en) * 2020-10-28 2022-05-05 Dsm Ip Assets B.V. Direct delivery of vitamins to inhibit microbial pathogens

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