KR20140093450A

KR20140093450A - 분사암을 이용한 사료첨가제 및 그를 포함하는 기능성 사료

Info

Publication number: KR20140093450A
Application number: KR1020130005820A
Authority: KR
Inventors: 신치호
Original assignee: 노스타 바이오테크 주식회사
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2014-07-28
Also published as: CN103931905A

Abstract

본 발명은 분사암을 이용한 기능성 사료첨가제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사암을 분쇄하여 제조되는 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사료첨가제에 관한 것이다.
본 발명의 분사암을 이용한 기능성 사료첨가제는 항생제 등의 화학물질을 사용하지 않으면서도 각종 병원균에 대한 탁월한 항균효과를 나타내고, 곰팡이 독소 및 중금속과 같은 유해물질은 흡착시켜 체외로 배출하는 한편 유용물질의 흡착에는 영향을 주지 않으므로, 소, 돼지, 닭 등의 가축 사료첨가제로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 사료첨가제는 살아있는 세포주에 영향을 주지 않는 매우 안정한 물질이며, 사료효율을 증가시키고 사료요구율은 감소시키므로 사료 절감효과도 기대할 수 있다.

Description

분사암을 이용한 사료첨가제 및 그를 포함하는 기능성 사료{Feed Additive using Aleurolite and Functional Feed including the same}

본 발명은 기능성 사료첨가제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사암을 분쇄하여 제조되는 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사료첨가제에 관한 것이다.

가축이나 가금의 사육은 대형화 및 기업화되고 있으며, 이러한 여건 하에서는 필수적으로 한정된 공간에서 생산성 및 경제성을 높이기 위하여 밀집 사육을 하게 되는데, 이로 인하여 가축이나 가금들은 여러 가지 질병에 더욱 쉽게 노출된다.

국내외를 막론하고 전체 축산업계나 가금업계가 당면하고 있는 문제점은 가축이나 가금의 질병으로 인한 폐사, 생산성 감소 등이며, 이를 해결하기 위하여 종래에는 겐타마이신, 린코마이신 등의 항생물질을 가축사료에 첨가하여 가축의 질병에 대한 면역력을 증가시켜 왔다.

그러나, 이와 같이 가축사료에 항생물질을 첨가하는 종래의 방법은 가축이나 가금으로 하여금 항생물질의 남용을 막을 수 없고, 항생물질의 남용은 결국 질병에 대한 면역력을 저하시켜서 더욱 강력한 항생물질의 남용을 피할 수 없으며, 더욱 문제가 되는 것은 항생물질의 과다한 사용으로 인해 가축이나 가금에 항생물질이 잔류하기 때문에 이를 섭취하는 사람들의 건강을 위협하는 문제점이 있다.

따라서, 가축이나 가금의 질병을 예방하고 축산물에 기능성을 부여하기 위하여 항생물질이나 유해 화학물질 등을 투여하기보다는 가축이나 가금의 자가 면역력을 높여 질병을 예방하는 것이 바람직하다.

한편, 무기원료를 첨가제로 사용하는 경우에는 천연 광물질로 이루어져 있어 가축이나 가금에 급여하여도 아무런 해가 없는 천연소재로 알려져 있다. 무기원료는 동물체 조성에 차지하는 양은 비교적 적지만 골격을 형성하고 체내 삼투압을 조절하며 체액의 산, 염기 균형을 유지시키고 효소계에 활성제로 또는 효소 자체의 구성성분으로 관여하는 등 그 역할이 매우 다양하다.

규산염계의 퇴적암 또는 운모 형태의 광물들은 일반 건축자재 또는 동물 사료첨가제로서 적용사례가 다양하게 알려져 왔다. 대표적인 운모 계통의 동물 사료 첨가제 또는 기타 산업에 응용되는 광물질은 흑운모, 제올라이트(Zeolite), 일라이트(illite), 겔라이트(gelrite), 벤토나이트(Bentonite), 몬모릴로라이트(montmorillonite, 벤토나이트의 주성분), 황토, 맥반석, 게르마늄 등이 가장 일반적인 광물질이다. 특히 생물 산업(Bio-Industry)에서 이용되는 분야는 동물 사료첨가제, 토양개량제, 수질개선제 등으로 주로 이용되며 일부는 화장품 원료 또는 건축내장제로도 이용이 되고 있는 실정이다. 이 중, 가축에 대한 급여효과는 장내 과잉수분을 흡수한 경우 연변(軟便)을 방지하고 사료의 장내 통과시간을 지연시켜 소화율을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 또한 닭의 평균체중, 사료요구율을 향상시키고, 장내에 흡수되어 소화 흡수율을 도와 계분 상태가 좋은 것으로 알려져 있으며, 강한 흡착력에 의해 가축의 장내에 기생하는 대장균과 같은 유해균과 아플라톡신과 같은 곰팡이가 생산하는 독소 및 수은 또는 카드뮴과 같은 중금속을 흡착시킨다. 이러한 목적으로 국내 특허 제343367호에서는 항생제 대신에 게르마늄흑운모를 배합한 '항생제 대체를 위한 가축사료 조성물'을 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허를 포함하여 종래기술들에서 개시된 광물질은 보미톡신과 같은 일부 곰팡이 독소의 흡착에는 효과가 미비하며, 유해물질뿐만 아니라 체내 유용물질인 라이신, 인, 비타민 B2까지 흡착하여 영양학적 경제적 손실이 대단히 큰 한계가 있었다. 특히, 벤토나이트는 살아있는 세포주에 심각한 괴사를 유발하는 등 세포독성을 나타내었으며, 흑운모는 항균효과는 없으며 안정성에도 상당한 문제가 있는 것으로 확인되었다.

최근 국내외적으로 시판되는 동물 사료(어류용 사료 포함)첨가제 중에는 기존의 광물질에 다양한 미생물을 흡착시킨 제품들이 출시되고 있는데 가장 일반적인 미생물 제제는 EM(effective microorganism)균들로서 일반 농가에서, 또는 일반 생활용품점에서도 판매되고 있다. 그러나, 미생물제제는 이들 미생물을 흡착시켜 사용하는 부형제의 올바른 선택에 문제가 있고, 미생물 자체만의 제품 기능에 있어서 생물학적 한계성 또한 존재한다. 또한, 미생물제제는 항생 물질 및 기타 화학물질에 대하여 내성을 갖지 못하는 경우가 많으며, 그 반대로 내성을 갖지 말아야 할 경우에 내성을 갖는 경우도 있어 그 기능이 적절치 못한 단점이 있다.

분사암(紛砂岩, Aleurolite)은 주로 자사호(중국인들이 사용하는 다기)의 재료로 이용되나, 현재까지 분사암의 생물학적 산업 응용에 대해서는 전혀 보고된 바가 없는 실정이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 항생제 등의 화학물질을 사용하지 않으면서도 각종 병원균에 대한 탁월한 항균효과를 나타내고, 유해물질은 흡착시켜 체외로 배출하는 한편 유용물질의 흡착에는 영향을 주지 않는 기능성 사료첨가제를 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 분사암을 분쇄하여 제조되는 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사료첨가제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 사료첨가제를 포함하는 기능성 사료를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 기능성 사료를 가축에 급여하는 단계를 포함하는 장내 세균억제 방법을 제공한다.

본 발명의 분사암을 이용한 기능성 사료첨가제는 항생제 등의 화학물질을 사용하지 않으면서도 각종 병원균에 대한 탁월한 항균효과를 나타내고, 곰팡이 독소 및 중금속과 같은 유해물질은 흡착시켜 체외로 배출하는 한편 유용물질의 흡착에는 영향을 주지 않으므로, 소, 돼지, 닭 등의 가축 사료첨가제로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 사료첨가제는 살아있는 세포주에 영향을 주지 않는 매우 안정한 물질이며, 사료효율을 증가시키고 사료요구율은 감소시키므로 사료 절감효과도 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명 사료첨가제(분사암)내의 유기질 함량을 분석한 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명 사료첨가제(분사암)내의 유기물질의 종류를 분석한 결과 그래프이다.
도 3은 본 발명 사료첨가제의 세포독성 실험결과이다.
도 4는 본 발명 사료첨가제의 비표면적을 측정한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명 사료첨가제가 장내 유용균을 미흡착함을 확인한 실험결과이다. L= 본 발명 사료첨가제(분사암 분말)를 증류수 용액과 혼합 후 상층의 액상만 분리한 용액, P = 본 발명 사료첨가제(분사암 분말), L+P = 액상 용액(L)과 분말(P)을 혼합한 형태

본 발명에 따른 사료첨가제는 분사암을 분쇄하여 제조되는 분말로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용된 분사암은 사암과 혈암의 중간 형태로서 특히 규소의 함량이 타 광물질에 비해 상당히 높으며 철의 함량 또한 상대적으로 높은 광물질이다. pH는 약 8 정도의 약 알칼리성으로서 규소함량이 높고 점성은 다소 낮은 물질이다. 본 발명에 사용된 분사암은 중국 현지 광산에서 직접 채굴하여 분쇄한 분말을 사용하였다.

본 발명의 사료첨가제는 최종제품의 제형 및 급여되는 동물의 종류에 따라 다양한 입자크기를 갖도록 가공될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 상기 사료첨가제는 200 내지 300 메쉬의 입자크기로 가공될 수 있다. 이 때, 입자크기가 200 메쉬 미만이면 사료첨가제와 사료의 혼합이 균일하지 못한 문제가 발생할 수 있고, 300 메쉬를 초과하여도 소화흡수율 및 유해물질의 흡착을 증가시키는 효과는 미비하므로 경제적 이유에서 300 메쉬 이하가 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 본 발명은 상기 사료첨가제를 포함하는 기능성 사료를 제공한다. 본 발명의 사료첨가제는 닭, 오리, 돼지, 소 등 각종 동물의 사료에 첨가하여 사용할 수 있으며, 본 발명의 사료첨가제는 사료와 사료첨가제의 전체 중량 대비 0.05 내지 1 중량%의 비율로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 비율로 포함되도록 사료에 배합하여 사용할 수 있다. 본 발명 사료첨가제의 항균효과, 유해물질 흡착효과 등은 본 발명 사료첨가제의 함량에 비례하나, 본 발명 사료첨가제의 함량이 1 중량%를 초과하여도 사료첨가제 투여에 따른 경제적 효과(사료절감효과, 항균효과 등)가 미비하기 때문에 1 중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명 사료첨가제에 의한 효과를 얻기 위해서는 본 발명 사료첨가제의 함량이 0.05 중량% 이상 배합된 사료를 급여하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기능성 사료는 본 발명에 따른 사료첨가제를 함유함을 특징으로 하며, 사료첨가제 이외에 통상적으로 가축의 사료에 함유되는 물질들, 예를 들어 탄수화물 및 단백질원으로서 탈지분유, 카제인산 나트륨, 옥수수 분말, 대두박, 어분, 콘 글루텐(corn glutene), 밀가루, 소맥 배아분 등을 포함할 수 있고 가축의 생존 및 성장에 필요한 양 만큼의 비타민류, 미네랄을 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 본 발명은 상기 기능성 사료를 가축에 급여하는 단계를 포함하는 장내 세균억제 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 실시 예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시 예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1 : 분사암을 이용한 사료첨가제의 제조

중국 푸신지방에서 채굴한 분사암(紛砂岩, Aleurolite)을 분쇄기를 이용하여 200 내지 300 메쉬의 입자크기를 갖는 분말로 만들어 사료첨가제를 제조하였다.

실시 예 2 : 사료첨가제의 성분분석

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 성분 분석은 XRF 형광분석기(제조사: 일본 시마즈)를 이용하여 무기 원소성분의 분석을 하였다(표 1). 그 결과, 특히 유효 성분인 철, 망간, 알루미늄 등의 함량이 높은 것으로 나타났고, 농업분야의 토양 개량제로서의 적용도 가능한 물질로 판단되었다.

분석성분명	함량(%)	분석법	라인	Net Int.	BG Int.
O	46.3230	Quant.-FP	O Ka	5.117	0.946
Si	32.6011	Quant.-FP	SiKa	1031.885	3.289
Al	8.1800	Quant.-FP	AlKa	346.852	20.705
Fe	5.3979	Quant.-FP	FeKa	604.405	1.833
K	3.9682	Quant.-FP	K Ka	276.312	1.655
Mg	1.0884	Quant.-FP	MgKa	13.490	0.632
Ti	0.7180	Quant.-FP	TiKa	16.750	0.266
Na	0.6871	Quant.-FP	NaKa	3.173	0.132
Ca	0.5320	Quant.-FP	CaKa	32.649	0.787
P	0.2199	Quant.-FP	P Ka	9.566	0.882
Zr	0.0790	Quant.-FP	ZrKa	38.034	9.123
Ba	0.0681	Quant.-FP	BaLa	0.511	0.249
Mn	0.0406	Quant.-FP	MnKa	3.249	0.982
Sr	0.0288	Quant.-FP	SrKa	12.018	6.884
Rb	0.0217	Quant.-FP	RbKa	8.230	6.019
Zn	0.0146	Quant.-FP	ZnKa	2.584	1.934
Cr	0.0135	Quant.-FP	CrKa	0.790	0.674
S	0.0122	Quant.-FP	S Ka	0.526	0.685
Ni	0.0048	Quant.-FP	NiKa	0.701	1.309
Y	0.0010	Quant.-FP	Y Ka	0.458	7.873

또한, 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 유기질 함량 분석을 위해 열중량분석기인 TGA(모델명: Pryis 1, 제조사: Perkinelmer, USA)를 이용하여 분석하였다. 분석 기작은 분당 10℃ 상승시키면서 최종 600℃에서 태워진 유기질 총량을 사료첨가제 총중량에서 뺀 결과 유기질 총 함량은 3.81%로 나타났다(도 1). 국내 유사광물질의 총유기질 함량은 3.1%로 측정된 것과 비교하면, 본 발명 사료첨가제는 체내 이용성이 더 높을 것으로 판단된다.

실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 유기질 종류는 가스크로마토그래프(GC, 모델명: 6890GC, 제조사: Agilent, USA)를 이용하여 확인하였다. 그 결과 국내 유사광물질에 함유된 유기질이 5종 정도인 것에 비해 훨씬 많은 20여 종류의 유기물질이 본 발명 사료첨가제에서 확인되었다(도 2). 이는 분사암의 퇴적화 과정에서 더 많은 유기질이 축척되었다고 생각되며 따라서, 기존 광물질 사료첨가제에 비해 본 발명 사료첨가제의 영양학적 가치가 더 높을 것으로 판단된다.

더불어, 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 시판 허가를 위해서 하기 표 2에 나타난 시험항목들을 검사였다. 이 중 수분함량은 미리 건조하여 무게를 측정한 알미늄제 칭량병에 사료첨가제 2 내지 5g을 정확히 칭량하여 항온건조기로 135±2℃에서 정확히 2시간 또는 105 내지 110℃에서 항량이 될 때까지 건조시킨 후 데시케이터 내에서 30분간 방냉한 다음 무게를 달아 차이를 수분함량으로 계산하였다.

염기치환용량(CEC)은 먼저 칼럼(Column)하부를 탈지면으로 막고 No. 5A 여과지(작게 자른 것)를 1㎝ 정도 깔고 1N-초산암모늄 용액을 가하여 기포를 제거한 다음 사료첨가제 2g을 넣고 1N-초산암모늄 용액 150㎖가 6 내지 12시간 동안 유출되도록 마개를 조정한다. 이 액의 유출이 끝나면 80% 에탄올 150㎖를 가하고 위와 같은 방법으로 유출시키면서 초산암모늄을 제거하고 시료와 여과지를 증류 플라스크에 씻어 넣은 다음 산화마그네슘 5g과 증류수 300㎖를 가하고 수기(受器)에 4% 붕산용액 50㎖를 넣고 조단백질 때와 같은 방법으로 증류한 다음 0.1N-염산용액으로 적정한다. 동시에 공시험도 행한다. 따라서, 염기성치환용량은 아래의 수식에 의해 계산되어진다.

염기성치환용량(meq/100g) = (T-B)/S×N×F×100

※ T : 시료 0.1N - 염산 적정치(㎖)

B : 공시험에 대한 0.1N - 염산 적정치(㎖)

N : 염산의 규정농도

F : 0.1N - 염산의 factor

S : 시료무게(g)

규소의 정량은 다양한 표준시약을 준비하여 Si 표준용액을 준비하여 분석하였다. 분석 공정 방법은 국가표준 공정법에 따라 실시하였다. 무기질의 원소분석은 원자 흡광광도법(Atomic absorption spectrophotometry)을 이용하여 원소별 표준 시약을 만든 뒤 분석하였다. 분자화합물은 EDTA 역정법을 이용하여 표준 시료와 완충용액을 만들어 분석하였다.

분석 결과는 아래 표 2에 나타내었고 이는 허가 기준치에 적합한 물질로 인정받을 수 있는 것으로 확인되었다. 특히 염기치환용량은 기존 국내의 유사제품(적색 셰일 함유 가축사료 조성물)이 6%인 것에 비해 약 3배 이상 향상된 것으로서 양이온의 자유 전자 활성이 높은 것으로 첨가제로서의 가능성이 매우 우수한 것으로 판단된다. 분자화합물의 조성을 보면 기타 유사광물질에 비해 규산, 산화알루미늄, 산화철 함량이 상대적으로 조금 높은 것으로 나타났고 동물사료 첨가제 허가 기준으로 볼 때 성분의 종류나 함량에는 전혀 문제가 없는 것으로 확인되었다.

시험항목	측정치
수분	0.61%
염기치환용량(CEC; meq/100g)	19.19%
이산화규소(SiO2)	60.78%
산화알루미늄(Al2O3)	13.8%
산화철(Fe2O3)	3.5%
산화칼슘(CaO)	0.18%
산화나트륨(Na2O)	0.03%
산화칼륨(K2O)	0.45%
산화마그네슘(MgO)	0.7%
오산화인(P2O5)	0.14%
산화망간(MnO)	18.08 ppm

실시 예 3 : 사료첨가제의 유해 중금속 함유 유무 확인

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 유해 중금속 함유 여부를 확인하기 위해 유해 중금속 원소별로 각기 다른 방법을 사용하여 분석하였다. 즉, 원자흡광분광광도계법(Atomic absorption spectrophotometry)과 이온미터법(Ion meter method) 등을 이용하여 사료첨가제에서 중금속을 분석하였다.

그 결과 하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 유해중금속 중 비소와 납은 전혀 검출되지 않았으며 일부 원소는 허가 수준보다 훨씬 미량으로 존재하여, 실제 시판중인 많은 제품에서 상당량의 유해 중금속이 허가 기준 이하 또는 이상으로 상당량 포함되어 있는 실정을 고려하면 시판제품 중 가장 안정한 물질로 판단된다.

성분	함량	법적 허용치
비소	불검출	40 ppm
납	4.99 ppm	30 ppm
수은	불검출	0.5 ppm
불소	24.11 ppm	1,800 ppm
카드뮴	0.93 ppm	50 ppm
크롬	24.57 ppm	100 ppm
셀레니움	0.09 ppm	2 ppm

실험 예 1 : 곰팡이 독소 흡착 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제를 곰팡이독소인 아플라톡신, 보미톡신(DON) 및 제랄레논 표준용액 각각에 1.0%를 혼합하여 16시간 경과 후, ELISA분석법을 사용하여 용액 중의 독소농도를 측정하고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 대조구는 사료첨가제 대신 증류수를 곰팡이독소 표준용액에 혼합하였다. 대조구에 대한 시험구의 곰팡이독소 감소율은 다음 식으로 계산하였다.

감소율(%) = (A - B)/A ×100

A : 대조구의 곰팡이독소 농도

B : 시험구의 곰팡이독소 농도

곰팡이독소	단 위	시 험 결 과		감소율(％)
곰팡이독소	단 위	대조구	시험구	감소율(％)
아플라톡신	ppb	9.78	0.78	92.02
보미톡신	ppm	1.19	0.21	82.35
제랄레논	ppb	60.39	49.91	17.35

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사료첨가제는 곰팡이독소의 흡착에 탁월한 효과를 나타내었다. 특히, 아플라톡신 및 보미톡신은 각각 92%, 82%의 매우 높은 흡착률을 나타내었으며 기존 광물질 사료첨가제의 보미톡신 흡착률이 20% 정도인 것에 비교할 때 매우 향상된 곰팡이독소 제거효과를 나타내었다.

실험 예 2 : 유용물질 흡착 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제 0.3%를 표준용액에 혼합하여 24시간 경과 후, 용액 중의 비타민 B2, 라이신, 인 농도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 대조구는 사료첨가제 대신 증류수를 표준용액에 혼합하였고, 대조구에 대한 시험구의 흡착률을 계산하였다.

시험항목	흡착률(%)
라이신	4.21%
인(P)	4.76%
비타민 B2	20.50%

현재 시판중인 타사제품 광물질들의 체내 유용물질 흡착력 실험에서 라이신, 인, 비타민 B2에 대한 흡착력이 80% 이상으로 대단히 높은 것과 비교하면 상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사료첨가제는 유용물질의 흡착에는 거의 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다.

실험 예 3 : 항균 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제 0.4g을 준비하여 나사식 뚜껑을 가진 약 30㎖들이의 유리용기안에 넣고, 증균배양한 시험균주 0.2㎖을 취하여, 유리용기에 있는 사료첨가제 위에 골고루 살포되도록 주의해서 접종하였다. 접종한 후에 뚜껑을 막고, TSB(Tryptic Soy Broth) 배지를 이용하여 37±1℃에서 18시간 배양한 후, 생균수를 계수하고 균 감소율을 계산하였다. 대조구는 사료첨가제 대신 증류수를 사용한 점을 제외하고는 동일하게 실험하였다. 대조구에 대한 시험구의 균 감소율은 다음 식으로 계산하였다.

감소율(%) = (A - B)/A ×100

A : 대조구의 균수

B : 시험구의 균수

시험균	단 위	시 험 결 과		감소율(％)
시험균	단 위	대조구	시험구	감소율(％)
대장균	cfu/g	9.6 x 10⁵	1.4 x 10⁴	98.54
살모넬라균	cfu/g	3.8 x 10⁶	3.2 x 10⁴	99.16
포도상구균	cfu/g	2.3 x 10⁶	7.8 x 10⁵	66.08

상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사료첨가제는 병원균의 억제에 탁월한 효과를 나타내었다. 특히, 대장균 및 살모넬라균은 각각 99%의 매우 높은 억제율을 나타내었고, 이 중 살모넬라균같은 경우는 닭이나 돼지에 있어서 가장 일반적인 병원균으로 인식되며, 이들에 감염 시 설사 등으로 인한 폐사, 사료섭취 감소, 증체량 감소 등으로 상당한 경제적 손실을 초래하는 주요 병원균이다.

또한, 계분내 살모넬라 균수를 비교한 결과 표 7에 나타낸 바와 같이 본 발명의 사료첨가제를 급여한 경우 살모넬라균수가 상당히 감소한 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 사료첨가제는 친환경 유기농 분야에서 필수적인 항생물질 대체 물질로 적용 가능한 것으로 판단된다.

	대조구	시험구
살모넬라균(cfu/㎖)	10⁷	10⁴

실험 예 4 : 세포독성(안정성) 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 안정성을 평가하기 위하여, 살아있는 피부 세포주 HaCaT 세포를 10% fetal bovine serum (FBS)와 2 ㎖ L-glutamine이 함유되어 있는 DMEM 배지에서 37℃, 5% CO2 배양기(산요, 일본)에서 24시간 동안 배양하였다. 세포 생존율 실험은 CCK-8 reagent를 이용하여 측정하였고, HaCaT 세포는 96 well multiplate (Nunc, 미국)에 각 well 당 1×10⁴개의 세포를 분주하고, 24시간 동안 배양한 후 FBS가 첨가된 새 배지로 교환하고 사료첨가제를 다양한 농도(1, 5, 25, 125㎍/㎖)에서 24시간 처리하였다. 비교를 위한 대조구는 사료첨가제를 첨가하지 않고 관찰하였다.

실험 결과 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 사료첨가제는 무첨가 대조구와 비교할 때 전혀 형태적인 변화가 없는 것으로 나타났다. 현재 시판되고 있는 유사 광물질들은 거의 모든 경우에 있어서 세포의 변형(거의 모든 광물질의 경우 독성을 가짐)을 가져오며 세포주가 곧바로 괴사되는 현상을 보인다(예, 벤토나이트 등). 하지만, 본 발명의 사료첨가제의 경우 세포의 형태에 전혀 유해성이 없는 매우 안정한 물질임이 확인되었고, 따라서 향후 모든 바이오 산업분야에서 원료물질로서 활용될 것으로 판단된다.

실험 예 5 : 유해 물질 흡착 정도를 위한 비표면적 (흡착표면적) 실험

BET 비표면적 측정기(모델명: QUADRASORB SI, 제조사: Quantachrome Inc, USA)를 이용하여 본 발명의 사료첨가제와 국내 유사광물질의 비표면적을 측정하였다. 비표면적은 물질의 흡착능력과 연관성이 있으며, 물리적인 구조적 특성도 연관성이 있다. 분사암의 경우 편형의 비늘모습과 같은 구조를 가지고 있으며 일반 운모계통의 다공질과는 달리 비늘 모양의 편형구조들 사이에 공극이 있는 것으로 나타났다. 국내 유사광물질의 비표면적은 5.95m²이며 분사암의 비표면적은 33.04m²로서 국내 유사광물질보다 약 5배 이상의 비표면적을 가지고 있는 것으로 확인되었다(도 4).

실험 예 6 : 유해 중금속 흡착 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제의 중금속 흡착능력을 확인하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

시험항목	흡착률(%)
납(Pb)	100%
카드뮴(Cd)	77%
비소(As)	49%
셀레늄(Se)	66%

상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사료첨가제는 유해 중금속의 흡착에 탁월한 효과를 나타내었다. 특히, 납은 100% 흡착하였으며 다른 중금속의 흡착률도 높아서 각종 중금속의 제거에 매우 탁월한 효과가 있음이 입증되었다. 따라서 본 발명의 사료첨가제는 사료첨가제 뿐만 아니라 수질 개선 및 기타 환경 개선제 원료물질로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

실험 예 7 : 장내 유용균에 대한 유효성 실험

상기 실시 예 1에서 제조된 사료첨가제가 장내 유용균을 흡착하는지 알아보기 위해, 3 종류의 유산균, 락토바실러스 에시도필러스, 락토바실러스 불가리코스, 락토코코스 크레모리스를 선정하였다. 먼저 상기 유산균을 10⁹농도로 MRS 한천 배지 20㎖에 유산균 100㎕를 넣고 굳힌 뒤 배지 위에 paper disk를 흡착시킨 후 paper disk위에 사료첨가제 1%가 함유된 40㎕를 다시 paper disk위에 흡착시켜 37℃로 24시간 배양 후 관찰하였다.

실제 유해물질 흡착과 항균작용이 있을 경우 유산균 같은 장내 유용균에 대한 억제 작용도 함께 예상되지만 분사암은 특이하게 장내 유용 유산균에는 아무런 억제력이 없는 결과를 보였다(도 5). 따라서, 사료첨가제로 사용시 장내 유용물질에 대해서는 영향을 주지 않고 유해물질에 대해서만 선택적으로 흡착 및 억제시킬 것으로 기대된다.

실험 예 8 : 닭의 경제형질 검사

가축의 경제형질에 대한 본 발명 사료첨가제의 효과를 규명하기 위해 육계 병아리(broiler chicks) 총 100마리를 25마리씩 4개군으로 나누어 총 1개월간 실험을 실시하였다. 본 실험을 위하여 간이 시설을 만들어 실내 온도를 18 내지 25℃로 유지하였다. 실험에 사용된 병아리는 부화 후 1일령 병아리이며, 단백질 20%수준의 총 사료에 0.3%의 본 발명 사료첨가제를 첨가한 뒤 1개월간 급여한 후 사료효율 및 사료요구율을 측정하였다. 사료효율(FE)은 총중량을 총사료섭취량으로 나누어 계산하였으며, 사료 요구율(FC)은 사료효율의 역수로 표시하였다.

또한 질병에 대한 면역 및 저항성을 시험하기 위하여 살모넬라 균주(1×10⁸살모넬라 용액)를 시험 개시 15일 후에 병아리 구강에 주사액으로 감염시킨 뒤 임상병리학적 증상을 관찰하였다. 모든 병아리는 자유채식(ad libitum)을 하도록 하였다. 이 때 대조구는 사료첨가제를 사료에 첨가하지 않은 점을 제외하고는 동일하게 실험하였다.

시험항목	대조구 1	대조구 2	시험구 1	시험구 2
사료효율(FE)	1.69	2.06	1.89	2.78
사료요구율(FC)	0.60	0.48	0.53	0.36
임상증세		66.7%		0%
폐사율		32%		0%

* 대조구 1 : 본 발명 사료첨가제 무첨가 및 살모넬라를 감염시키지 않음

대조구 2 : 본 발명 사료첨가제 무첨가 및 살모넬라를 감염시킴

시험구 1 : 본 발명 사료첨가제 0.3% 첨가 및 살모넬라를 감염시키지 않음

시험구 2 : 본 발명 사료첨가제 0.3% 첨가 및 살모넬라를 감염시킴

임상증세 : Depression(거동불편), Prolapsed Rectum(항문돌출 부종), White Feces(하얀 변)

상기 표 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명 사료첨가제를 급여한 닭에서 사료효율이 증가하고 사료요구율이 감소되어 사료절감효과를 기대할 수 있었다. 또한, 살모넬라를 감염시킨 후 3일부터 5일간 관찰한 결과 무처리 대조구(대조구 2)에서는 다양한 살모넬라 감염 임상증세가 나타났다(표 8). 하지만, 본 발명 사료첨가제를 0.3% 급여한 처리구(시험구 2)에서는 아무런 임상적 병적 증세가 나타나지 않았다. 또한 폐사율 관찰 결과 무처리 대조구(대조구 2)에서는 전체 약 30% 이상의 폐사율을 보인 반면 본 발명 사료첨가제 처리구(시험구 2)에서는 0%의 폐사율을 보였다. 대조구의 대표적인 임상 증세로는 거동불편(Depression), 항문돌출 부종(Prolapsed Rectum), 하얀 변(White Feces) 등의 복합적인 증세를 보였다. 따라서, 본 발명 사료첨가제는 사료절감효과와 같은 일반 사료첨가제로서의 기능뿐만 아니라 면역력을 증강시키는 효과도 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims

분사암을 분쇄하여 제조되는 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사료첨가제.
제1항에 있어서, 상기 사료첨가제의 입자크기는 200 내지 300 메쉬인 것을 특징으로 하는 사료첨가제.
제1항 또는 제2항의 사료첨가제를 포함하는 기능성 사료.
제3항에 있어서, 상기 사료첨가제는 사료 전체 중량 대비 0.05 내지 1 중량%의 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 기능성 사료.
제3항의 기능성 사료를 가축에 급여하는 단계를 포함하는 장내 세균억제 방법.