KR20180003969A - 생유산균, gaba 및 필수아미노산이 함유된 반려동물 사료첨가제 - Google Patents

생유산균, gaba 및 필수아미노산이 함유된 반려동물 사료첨가제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생유산균, GABA 및 필수아미노산이 첨가된 반려동물용 사료 첨가제에 관한 것으로 장 및 뇌 건강 개선 기능성 사료 첨가제를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

생유산균, GABA 및 필수아미노산이 함유된 반려동물 사료첨가제{Animal feed additive composition comprising lactic acid, GABA and L-glutamate}
본 발명은 생유산균, GABA 및 L-글루타민산이 함유된 장 및 뇌 건강 개선 기능성 반려동물 사료첨가제에 관한 것이다.
유산균(lactic acid bacteria)은 프로바이오틱(probiotic)으로 널리 이용되고 있는 대표적인 세균으로 사람이나 동물의 장(腸)과 발효식품 등에서도 쉽게 발견되는 안전한 미생물이다. 유산균은 장내 상피세포에 부착하여 기생하게 되어 장내 균총의 성질을 개선시켜 장내 균총의 안정화, 유해세균의 정착 억제에 따른 부패산물 생성 감소 및 질병 예방, 면역 활성화 작용, 항암작용, 콜레스테롤 저하 등 숙주동물에 많은 도움을 준다. 유산균이 여러 부패성 미생물 및 병원성 미생물에 대하여 생육억제 작용을 갖는 것은 몇 가지 대사적인 특성 때문인데 유산균은 대사산물로서 항균활성 인자인 organic acid, hydrogen peroxide, reuterin, diacetyl, acetaldehyde 및 bacteriocin 등을 생산하기 때문이다.
GABA(가바)로 약칭되는 γ-아미노부티르산은 비단백질성 아미노산으로서, 사람의 뇌, 채소, 과일, 쌀이나 현미 등의 곡류에 많이 들어 있다. GABA는 사람을 포함하여 고등동물, 무척추동물 및 곤충 등에서 신경전달 물질로 작용하고 식물체 내에서는 방어적인 기전에 작용하는 물질로도 알려져 있다. 또한, 인체에서 스트레스억제, 집중력강화, 혈압의 강화에 GABA의 효과가 알려지면서 건강기능식품을 포함한 다양한 식품과 동식물용 첨가제 등으로 출시되었고 그 활용 범위도 점차 확대되고 있다.
아울러 동물에 있어서는 스트레스 완화에 의한 질병발생 억제, 성장호르몬의 분비 촉진에 의한 생산성 향상, 쇠고기를 비롯한 축산물의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
반려동물은 사람과 더불어 살아가며 심리적으로 안정감과 친밀감을 주는 존재로 2015년 통계자료에 따르면 반려동물을 사육하고 있는 가구의 비율을 21.8%로 약 457만 가구로 집계됐으며 매년 증가하고 있다. 가장 많이 사육되고 있는 반려동물로는 개가 19.1%, 고양이가 5.2%로 가장 많았으며 반려동물 관련 시장 규모도 지속적으로 증가하고 있다. 그러므로 일반사료뿐만 아니라 건강 기능성 사료 조성물 시장 확대 또한 급격히 이루어질 전망이다.
필수아미노산은 단백질은 체내에서 아미노산으로 분해된 후에 흡수·이용된다. 따라서 단백질의 영양가는 그 속에 함유되는 아미노산의 종류와 양에 의하여 정해지는데, 아미노산은 동물의 체내에서 다른 아미노산으로부터 만들어지는 것과, 체내에서는 합성되지 않고 음식으로 섭취되어야 하는 것이 있다.
체내에서 합성되지 않거나 합성되더라도 그 양이 매우 적어 생리기능을 달성하기에 불충분하여 반드시 음식으로부터 공급해야만 하는 아미노산을 필수 아미노산이라 한다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 10-1187512호에 공지되어 있으나 이는 감마아미노부티르산(GABA)를 함유하는 사료첨가제에 관한 것으로 곡물분말 또는 황토분말 부형제에 효소반응시켜 L-글루타민산을 감마아미노부티르산으로 변환시키는 사료첨가제의 제조방법에 관한 것이다. 대한민국 공개특허 10-2011-0009638호에는 락토바실러스 속 유산균 복합 균주를 유효성분으로 함유하는 사료첨가제가 공지되어 있으며, 일본 공개특허 10-2012-0036787호에는 L-글루탐산, L-글루탐산나트륨 및/또는 L-트립토판을 포함하는 비반추동물 사료 조성물이 공지되어 있다. 그러나 현재까지 생유산균에 GABA 및 필수아미노산이 함유된 반려동물용 사료첨가제에 대해서는 지금까지 공지된 바 없다.
따라서 본 발명의 목적은 생유산균, GABA 및 필수아미노산이 함유된 장 및 뇌 건강 개선 기능성 반려동물 사료첨가제를 제공하고 이를 평가하여 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 생유산균 동결건조분말, GABA 및 필수아미노산을 혼합하는 단계와; 상기 단계의 혼합물에 생유산균의 회복률을 높이기 위해 프락토올리고당을 첨가하는 단계를 통해 수득한 장 및 뇌 개선 기능성 사료 첨가제를 면역, 스트레스 및 콜레스테롤 실험을 통해 평가함으로써 달성하였다.
본 발명 생유산균, GABA 및 필수아미노산이 함유된 반려동물용 사료첨가제는 장 및 뇌 건강 개선에 뛰어난 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따라 제조된 사료 첨가제의 최종 제품의 사진도이다.
도2는 본 발명에 따라 제조된 사료 첨가제 분말제형의 사진도이다.
도3은 본 발명에 따라 제조된 사료 첨가제를 투여하여 선천성면역세포 활성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 개와 고양이 등 반려동물용 사료 첨가제로서 생유산균, GABA 및 필수아미노산을 유효성분으로 함유하는 특히 반려동물의 장 및 뇌 건강 개선 기능성 사료 첨가제를 제공한다.
본 발명에 따르면 상기 생유산균은 Lactobacillus, Enterococcus , Pediococcus, Bifidobacterium , Leuconostoc 및 Sterptococcus 속 중에서 선택하는 어느 하나 이상의 균주를 사용한다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 사료 첨가제는 당 업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예컨대 분말, 과립 및 입제 등 제형으로 용기제품 및 스틱포 등 용기에 넣어 제품화 할 수 있다(도1 내지 도2).
본 발명은 하기의 구체적인 실시예, 실험예 및 제형예에 의해 보다 구체적으로 설명되나, 하기 실시예, 실험예 및 제형예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이에 한정하는 것으로 의도되지는 않는다.
실시예1. 본 발명 사료첨가제 제조
반려동물의 장 및 뇌 건강 기능성 사료첨가제를 제조하기 위해 하기 표1의 배합비로 배합하였고, 반려동물의 일일 사료 급여량 총 중량에 대하여 본 발명 사료 첨가제 1~2중량%를 첨가하여 급여하였다.
본 발명 사료 첨가제 배합비
원료명 배합(%)
혼합유산균(프로바이오틱스, 100억 CFU/g) 5~15
프탁토올리고당(프리바이오틱스) 3~7
GABA(감마아미노브틸산) 10~20
혼합 필수아미노산-PET 10~20
유산균발효추출분말 10~20
효모추출분말 5~15
무수포도당 3~7
덱스트린 10~20
멀티비타민, 이산화규소, 스타아린마그네슘 등 5~15
합 계 100.0
실험예1. 혈액 내 IgG 증가
본 발명에 따른 상기 실시예1의 사료 첨가제의 마우스의 혈액 내 면역지표에 미치는 영향을 알아보기 위해 상기 실시예1에서 수득한 본 발명 사료 첨가제를 사료에 1~2중량%로 첨가하여 동물실험을 수행하였다. 혈액 내 면역지표를 측정하기 위하여 시험개시전과 시험종료시(5주 후)에 처리당 4두씩 동일개체의 미정맥에서 혈액을 채취한 후 4℃에서 2,000xg로 30분간 원심분리 후 얻어진 혈청을 혈액 내 면역지표(WBC, RBC, Lymphocyte, IgG, total protein, albumin) 분석에 이용하였다.
실험 결과, 하기 표2에서 알 수 있듯이 각 실험동물의 혈액 내 IgG 측정결과 대조군에 비해 실험군에서 혈액 내 IgG의 양이 유의적으로 증가하였다.
IgG(mg/mL) 대조군 실험군
0일 331.5 340.3
14일 320.8 402.5
35일 342.5 501.1
차이 11 160.8
실험예2. 본 발명에 따른 선천성면역세포 활성
본 발명에 따른 선천성면역세포 내에서 활성 증진 효과를 가지는지 확인하기 위하여 면역세포활성 지표들의 변화를 조사하였다. COX-2와 IFNβ는 선천성면역세포인 대식세포에서 TLR4가 박테리아나 바이러스에 의하여 활성화되면 증가하는 대표적인 면역단백질이며, NF-kB와 IRF3는 TLR4에 의해 활성화되는 대표적인 전사인자(transcription factor)들이다.
이를 위해 마우스 대식세포(macrophage)를 1x105 농도로 배양하여 COX-2-promoter, IFNβ-promoter, NF-kB binding site 및 IRF3 binding site를 각각 가진 루시퍼라제 리포터 플라스미드(luciferase reporter plasmid)를 주입한 후 상기 실시예 1에서 수득한 사료첨가제를 100μg/mL 및 500μg/mL의 농도로 8시간 처리하였다. 세포추출물을 얻어 발광효소 유전자 분석 키트(luciferase reporter assay system TM, Promega Co., Madison, WI)를 사용하여 COX-2와 IFNβ의 유전자 수준에서의 발현과 NF-kB, IRF3의 활성화를 각각 측정하였다.
실험결과, 도3에서 나타낸 바와 같이 본 발명 사료첨가제를 각각 100μg/mL 및 500 μg/mL에서 농도 의존적으로 COX-2, IFNβ의 발현 및 NF-kB, IRF3의 활성화를 증가시킴을 알 수 있는데, 이러한 결과는 본 발명 사료첨가제가 선천성면역에 관련된 전사인자의 활성의 증가 및 면역단백질의 발현을 증가시켜 선천성면역세포의 활성화 역시 증가시키는 것을 확인하였다.
실험예3. 대장균 감염을 유도한 동물모델의 면역 증강 효과
상기 실시예1에서 얻은 본 발명 사료 첨가제의 면역증강 효과를 규명하고자 대장균을 마우스의 복강 내 투여하여 대장균 세균 감염증에 의한 폐사 예방 효과를 통하여 병원성세균에 대한 방어효과를 확인하였다.
이를 위해 대장균 (E. coli)을 6주령 수컷 ICR 마우스 30두에 처리하였다. 시험은 각각 무처치 대조군, 대장균 접종 양성대조군, 사료 첨가제 급여 후 대장균 접종한 실험군 3개군으로 각 군당 5두의 마우스를 사용하였다. 사료 첨가제를 사료에 ㅅ사료 총 중량의 1~2중량% 첨가하여 실험하였다. 대장균은 배양액 0.5mL씩 복강 내 투여로 접종하였다. 접종 후 4일간 폐사수를 기록하여 사료 첨가제의 병원성 세균 방어율을 조사하였다.
실험결과, 하기 표3에서 알 수 있듯이 대장균 접종 양성대조군의 동물들은 대장균 접종 후 1일째에 10수 모두 폐사하여 폐사율 100%를 보였으나, 사료첨가제 급여한 실험군은 대장균 투여 후 1일째 5두, 2일째 1두, 3일째 1두의 폐사가 발생하여 최종 시험 종료시점에서 모두 2두의 생존 마우스가 있어서 결과적으로, 병원성대장균 접종 방어효과 실험에서 30% 생존율을 보여 세균방어 효과가 있는 것으로 확인하였다.

 E. coli
Compund
 No. of death Surcical rate(%)
D1 D2 D3 D4
음성대조군 x x 0 0 0 0 100
양성대조군 o x 10 - - - 0
실험군 o 본 발명
사료 첨가제		 5 1 1 0 30
실험예4. 명암 이동 실험
명암 이동 실험은 마우스가 선천적으로 밝은 빛을 싫어하며 새로운 환경에서 자발적으로 탐색 활동을 한다는 전제를 기반으로 이루어지는 실험이다. 즉 스트레스로 인한 불안 증세가 있는 마우스들은 자발적인 탐색 활동을 활발히 하지 않고 암실에서 명실로 옮겨가는 횟수가 적을 것이다. 마우스들이 암실에서 명실로 이동하는 횟수를 측정함으로써 스트레스 저해 효과를 확인할 수 있다.
이를 위해 수컷 ICR 마우스를 실험에 사용하였다. 아크릴 케이지(45×60×25cm)에서 사육되었으며, 20~24℃의 온도를 일정하게 유지시켜 주었고 1주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 실험동물은 사료만 급여한 음성대조군, 일반 사료에 본 발명 사료 첨가제를 사료 총 중량대비 1~2중량% 첨가하여 급여한 실험군 및 다이아제팜을 투여한 양성대조군으로 분류했다.
실험 결과, 하기 표4에서 알 수 있듯이 음성대조군에 비하여 본 발명 사료첨가제를 급여한 실험군에서 암실에서 명실로 이동하는 횟수가 증가하였음을 확인하였다.
실험동물 개체 수 암실에서 명실로 이동한 횟수
음성대조군 5 5.0±4.38
양성대조군 5 12.6±4.89
실험군 5 11.5±4.81
실험예5. 호르몬 농도 변화
실험동물 및 실험군의 구성은 실험예4와 동일하게 처리하였다. 실험동물에 4주간 자유 급여하였다. 4주 후 각 마우스에게 전기 충격(electric foot shock)을 30분 동안 5초 간격으로 1초당 0.6mA를 가하는 방식으로 스트레스를 유도했다. 스트레스가 유도된 마우스를 각각 부검하여 혈액 및 뇌조직(대뇌피질, 해마, 줄무늬체)을 적출하였고, 적출된 혈액 및 뇌조직에서 분비된 도파민, 코르티코스테론 및 노르아드레날린을 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)로 분석하였다.
실험 결과, 하기 표5에서 알 수 있듯이 음성대조군에 비해 본 발명 사료첨가제를 급여한 실험군에서 도파민, 노르아드레날린 및 코르티코스테론의 분비량이 감소하였음을 확인할 수 있었다.
도파민 농도(%) 노르아드레날린
농도(%)		 코르티코스테론 농도(%)
음성대조군 100 100 100
양성대조군 43.2 37.5 16.1
실험군 62.5 60.0 33.2
실험예5. 혈중 콜레스테롤
상기 실시예1의 본 발명 사료 첨가제의 급여에 따른 혈중 콜레스테롤에 미치는 효과를 확인하기 위해 실험동물로 자발적인 고혈압 랫(SHR)과 대조군으로 정상 혈압의 랫(WKY)을 사용하였다. 실험은 WKY랫에 일반 사료를 급여한 음성대조군, WKY랫에 일반 사료와 본 발명 사료첨가제를 첨가하여 급여한 실험군1, SHR랫에 일반 사료를 급여한 양성대조군 및 SHR랫에 일반 사료와 본 발명 사료첨가제를 급여한 실험군2로 나누어 4주일 동안 일반사료에 첨가하여 급여한 후 혈압을 측정하였다. 본 발명 사료첨가제는 일반 사료 총 중량대비 1~2중량% 첨가하여 급여하였다.
실험 결과, 하기 표6에서 알 수 있듯이 WKY랫에서 효과가 없었으나 고혈압 랫인 SHR랫에서는 혈압이 유의적으로 감소한 것을 확인하였다.
혈압(mmHg)
WKY(일반 사료) 128.38
WKY(일반 사료 + 본 발명 사료 첨가제) 125.19
SHR(일반 사료) 202.67
SHR(일반 사료 + 본 발명 사료 첨가제) 159.36
제조예1. 용기 제품
원료명 투입량(g)
혼합유산균(프로바이오틱스, 1,000억 CFU/g) 3.00
프탁토올리고당 또는 갈락토올리고당(프리바이오틱스) 1.50
GABA(감마아미노브틸산) 4.50
혼합 필수아미노산-PET 4.50
유산균발효추출분말 4.50
효모추출분말 3.00
무수포도당 1.50
덱스트린 4.50
멀티비타민, 이산화규소, 스타아린마그네슘 등 3.00
합 계 30
제조예2. 스틱포 제품
하루에 필요한 사료첨가제를 소포장으로 하여 휴대와 편리성을 제공하였다.
원료명 투입량(g)
혼합유산균(프로바이오틱스, 1,000억 CFU/g) 0.2
프탁토올리고당 또는 갈락토올리고당(프리바이오틱스) 0.1
GABA(감마아미노브틸산) 0.3
혼합 필수아미노산-PET 0.3
유산균발효추출분말 0.3
효모추출분말 0.2
무수포도당 0.1
덱스트린 0.3
기타(멀티비타민, 이산화규소, 스타아린마그네슘 등) 0.2
합 계 2
비교예1. 본 발명 사료첨가제의 효과 비교
상기 실시예1의 방법으로 제조한 본 발명 사료첨가제(실험군)와 생유산균을 첨가한 사료첨가제(비교군1), 생유산균 및 GABA를 첨가한 사료첨가제(비교군2) 및 생유산균과 필수 아미노산을 첨가한 사료첨가제(비교군3)의 비교실험을 하기 위해 상기 실험예1 내지 5와 동일한 방법으로 일반사료에 총 중량대비 1~2중량%를 첨가하여 급여하여 비교실험하였다.
실험결과, 하기 표9에서 알 수 있듯이 본 발명 사료첨가제(실험군)가 비교군 1 내지 3보다 뛰어난 것을 확인하였다.
IgG
(35일)		 면역증강효과
(생존율(%))		 스트레스 호르몬농도(%) 혈중
콜레스테롤
(SHR랫)
도파민 노르
아드레날인		 코르티
코스테론
실험군 501.1 30 11.54.81 100 100 100 159.36
비교군1 421.6 10 9.84.25 135.2 137.1 138.6 179.57
비교군2 452.5 20 10.84.11 116.5 119.2 116.8 165.35
비교군3 426.2 10 7.73.87 134.5 135.5 135.7 178.92
이상 설명한 바와 같이 생유산균, GABA 및 필수아미노산이 첨가된 본 발명 사료 첨가제는 장 및 뇌 건강 개선 기능성이 뛰어난 효과가 있으므로 반려동물 건강 기능성 사료 산업상 매우 유용한 발명일 것이다.

Claims (6)

  1. 생유산균 동결건조 분말, GABA 및 L-글루타민산을 혼합하는 단계와; 상기 단계의 혼합물에 생유산균의 회복률을 높이기 위해 프락토올리고당을 첨가하는 단계를 포함하는 것이 특징인 반려동물용 사료 첨가제 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서 생유산균은 Lactobacillus, Enterococcus , Pediococcus , Bifidobacterium, Leuconostoc 및 Sterptococcus 속 중에서 선택하는 어느 하나 이상의 균주인 것이 특징인 방법.
  3. 제 1항에 있어서 GABA는 유산균 발효합성, 화학적 합성 및 GABA 함유 식물체로부터 추출한 형태인 것이 특징인 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항의 방법에 따라 제조된 장 및 뇌 건강 개선 기능성 반려동물용 사료 첨가제.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 사료 첨가제는 분말 또는 과립 중에서 선택되는 어느 하나의 제형인 것이 특징인 사료 첨가제.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 사료 첨가제는 용기 및 스틱포 중에서 선택되는 어느 하나의 제품인 것이 특징인 사료 첨가제.

KR1020160133788A 2016-07-01 2016-10-14 생유산균, gaba 및 필수아미노산이 함유된 반려동물 사료첨가제 KR20180003969A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102106623B1 (ko) * 2019-11-25 2020-05-04 건국대학교 산학협력단 노령동물용 발효사료 및 이의 제조방법

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