KR20190099679A - 비만 관련 장내미생물총 조절 활성을 갖는 케피어를 포함하는 반려동물용 식품 조성물 - Google Patents

비만 관련 장내미생물총 조절 활성을 갖는 케피어를 포함하는 반려동물용 식품 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케피어를 포함하는 반려동물용 식품 조성물에 관한 것으로, 상기 반려동물 식품 조성물은 케피어의 프로바이오틱 효과에 의한 반려동물의 변비 완화 효과 및 비만과 관련된 장내의 지표 미생물의 감소 효과가 있으므로, 반려동물의 간식 등의 식품에 유용하게 활용될 수 있다.

Description

비만 관련 장내미생물총 조절 활성을 갖는 케피어를 포함하는 반려동물용 식품 조성물{Animal Food Composition comprising Kefir having Regulatory Activity of Total Intestinal Microorganisms associated with Obesity}
본 발명은 케피어를 포함하는 반려동물용 식품 조성물에 관한 것이다.
현재 우리나라는 핵가족화를 넘어선 1-2인 가구화가 이루어지고 있고 반려동물을 키우고 있는 인구가 증가하고 있다. 반려동물 중에서 가장 큰 부분을 차지하고 있는 것이 반려견으로, 일반적으로 반려견은 평균적으로 11~13년 정도 사는 것으로 알려져 있으나, 최근에는 공중보건 향상 및 의료 향상으로 15~20년 정도까지도 그 수명이 연장되었다. 또한, 국민 의식 수준 향상으로 반려동물도 이제 사람과 비슷한 수준의 인격체로 여겨지는 경우가 많다.
하지만, 우리나라의 반려견은 대부분 주택 내에서 생활하기 때문에 운동이 부족하고 스트레스를 많이 받게 되어 손쉽게 대사성 질환에 노출되는 경향이 있다. 가장 대표적인 것이 반려견의 비만이며, 우리나라 반려견의 약 30~53%가 과체중 혹은 비만인 것으로 보고되어 있다. 반려견이 대사성 비만을 앓고 있는 경우 사람과 유사하게 심혈관계 질환이나 관절질환, 면역질환 등 향후 더욱 치명적인 내외과적 질환을 야기하게 되어 반려견과 견주의 삶의 질을 크게 떨어뜨릴 수 있다.
한편, 현재 우리나라 동물 의료에 대한 관심은 증가하고 있으나, 현실적인 치료비용이 높아 의료비 부담이 크기 때문에, 반려견의 운동부족으로 인한 변비나 비만 등의 질환의 발생 및 진행을 손쉽게 예방할 수 있는 제제의 개발이 시급한 실정이다.
케피어는 50종 이상의 유산균, 초산균, 효모가 공생계를 형성하고 있는 천연 발효유이다. 케피어는 케피어 그레인이라고 하는 특수한 종균을 이용하여 동물의 젖을 발효하여 만들어지는 천연 발효유로, 아직까지 케피어를 반려견의 간식으로 활용한 전례는 찾아 볼 수 없다.
이에, 본 발명자들은 케피어를 포함한 조성물의 반려동물에 대한 기호성 및 건강 유익 효과를 확인하여 본 발명을 완성하였다.
1. 대한민국 특허등록 제10-1426399호
본 발명의 하나의 목적은 케피어를 포함하는 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 케피어를 포함하는 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물을 반려동물에 섭취시켜 반려동물의 비만 또는 변비를 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 케피어를 포함하는 비만 및 변비 예방 또는 개선용 사료첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상은 케피어를 포함하는 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 식품 조성물에 포함되는 케피어는 반려동물의 식품에 대한 기호도를 향상시키면서도, 식품의 과다섭취를 방지할 수 있고, 변을 무르게 하여 변비 증상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 장내 균총을 유용하게 변화시키므로, 반려동물의 비만 및 변비를 예방 또는 개선하는데 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "예방"이란 반려동물의 정상적인 체중 또는 정상적인 배변활동 상태가 유지되는 것을 의미한다.
본 발명에서 용어, "개선"이란 비만의 범주에 속하는 반려동물의 체중 감소 또는 분변에 포함되는 수분의 함량이 증가하는 것을 의미하며, 비만 또는 변비에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 것을 포함한다.
본 발명의 식품 조성물은, 식품 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함하여 사용될 수 있다. 담체, 부형체 및 희석제는 예를 들면, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케니트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 톨리돈, 물, 꿀, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유일 수 있다. 제제화할 경우 보통 사용하는 충진제, 중량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 고형제제로 제조될 경우에는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등이 포함될 수 있다. 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제(치즈, 초콜렛 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에도 천연 음료의 제조를 위한 과육 또는 채소를 함유할 수 있으며, 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 케피어 자체로 사용되거나 식품 조성물 중 0.01 내지 99.99중량%로 첨가되어 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 반려동물의 비만 또는 변비 증상에 활성을 나타내는 공지의 물질을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 반려동물의 비만 또는 변비 증상의 개선을 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물치료 및/또는 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 반려동물은 개(犬)일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 비만은 반려동물 장 내에 서식하는 Firmicutes 속 균, Bacteroides thetaiotaomicron 균 및 Faecalibacterium prausnitzii 균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 균에 의해 발생하는 것일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 비만과 관련되어 있는 장내미생물총을 유용하게 개선하는 프로바이오틱 활성이 있으므로, 반려동물의 비만을 사전에 예방하거나, 비만인 반려동물의 체중조절에 유용하게 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 케피어를 포함하는 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물을 반려동물에 섭취시켜 반려동물의 비만 또는 변비를 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어, "치료"란 반려동물의 비만 또는 변비의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 것을 의미한다.
본 발명의 식품 조성물의 제공되는 양은 반려동물이 자유롭게 섭취하도록 제공할 수 있으나, 반려동물의 체중에 따라 차이가 날 수 있으며, 본 발명의 식품 조성물에 포함되는 케피어의 양은 반려동물의 체중(kg) 당 2㎖ 내지 20㎖일 수 있고, 바람직하게는 5㎖ 내지 10㎖일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은, 케피어를 포함하는 비만 및 변비 예방 또는 개선용 사료첨가제를 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어, "사료첨가제"는 가축의 생산성 향상, 반려동물의 건강을 증진 및/또는 유지시키거나 신체 컨디션 유지를 위하여 사료에 첨가되는 물질을 의미한다. 본 발명에서는 케피어를 유효성분으로 포함할 수 있다.
사료에 포함되는 상기 사료첨가제의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 0.01 내지 20.0%(w/w)일 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 10.0%(w/w)일 수 있다.
본 발명의 사료첨가제는 이에 한정되는 것은 아니나, 소, 돼지, 양, 염소, 사슴 등 발굽이 둘로 갈라진 동물(우제류), 닭, 오리, 거위, 꿩 등 조류, 장어, 광어 등 어류, 개, 고양이 등 반려동물 중 어느 하나 이상의 사료에 첨가될 수 있다.
본 발명의 사료첨가제는 부형제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 부형제는 유효성분에 적당한 굳기나 형상을 주기 위해서, 또는 주제(主劑)의 양이 적은 경우에 일정 용량, 중량을 주어 취급하기 쉬운 크기로 할 목적으로 첨가되는 성분을 의미한다. 상기 부형제는 사료첨가제의 제조에 있어서 통상적으로 사용되는 것을 포함할 수 있고, 이에 한정되지는 않으나, 밀기울, 옥수수 분말, 곡류 전분, 실리카분말, 규조토 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 사료 등 기준 및 규격(농림축산식품부 고시 제2014-106호)에서 인정하고 있는 부형제 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 사료첨가제는 당업계의 통상적인 제형으로 제조될 수 있으며, 분말 또는 소정의 형태를 가진 펠릿 형상으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 사료첨가제는 체내 흡수를 증진시키기 위해 분말화되거나, 소장에서의 항균 활성을 강화하기 위해 지방코팅 제형으로 제조될 수 있다.
상기 부형제는 전체 사료 첨가제 100 중량부에 대해 50 내지 99 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 반려동물 식품 조성물은 케피어의 프로바이오틱 효과에 의한 반려동물의 변비 완화 효과 및 비만과 관련된 장내의 지표 미생물의 감소 효과가 있으므로, 반려동물의 간식 등의 식품에 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 동물모델에서, 장내 미생물 지표인 Firmicutes/Bacteroidetes ratio의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 동물모델에서, 전신 염증 및 비만과 관련된 미생물인 Lactobacillaceae의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 동물모델에서, 비만 유발 미생물과 경쟁하는 Prevotella copri의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 동물모델에서, 비만과 관련된 미생물인 Faecalibacterium prausnitzii의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예1 . 케피어의 준비
케피어는 실험 기간 동안 매일 다음과 같이 준비하여 공급하였다.
케피어 그레인(Sensorgen Co., Seoul, Korea) 50g을 멸균 우유(Seoul Milk, Inc., Seoul, Korea) 500㎖에 접종하고 25℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, 멸균된 플라스틱 필터(2mm 공극 크기)를 사용하여 케피어 그레인과 케피어를 분리함으로써, 케피어를 준비하였다.
실시예 2. 동물모델의 준비 및 평가 방법
<2-1> 동물모델 실험군 설계
나이 3 내지 8세(평균 연령 5.17 ± 2.32) 및 체중 24.2 내지 32.0kg(평균 BW 28.65 ± 2.94kg)의 건강한 성견(n=6, 수컷 4마리, 암컷 2마리)을 사용하였다. 실험에 사용된 개는 잡종(Mongrel), 푸들(Poodle), 마리노(Marinois), 라브라도(Rabrado) 및 셰퍼드(Shepherd) 품종이었다. 모든 실험 절차는 서정대학교 동물실험윤리위원회(SJ2017-04)의 지침에 따라 승인되고 수행되었다. 신선한 물 및 사료가 제공되며 운동을 할 수 있는 개별 케이지에서 14일 동안 개를 사육하였다. 사료로는 시판되는 펠렛형 개 사료(Natural balance Ultra Premium (캘리포니아 버 뱅크) 및 Natural Balance Pet Foods®(Dick Van Patten))를 체중에 맞게 공급하였다. 사료 외에 다른 모든 간식은 제공하지 않았으며, 케피어 섭취 이전(0일)과 섭취 이후(14일)의 데이터를 비교하였다. 실험 기간 동안 하루에 한 번 총 200㎖의 케피어를 자율적으로 섭취할 수 있도록 제공하였다.
<2-2> 케피어 섭취에 따른 신체 컨디션 및 식습관 변화 확인
실험 0일 및 14일째의 동물모델의 신체 컨티션 점수 및 식습관 변화 여부를 분석하였다.
구체적으로, 케피어 섭취 기간 동안 케피어 제공량 대비 케피어 섭취량, 케피어 섭취에 걸린 시간, 사료 섭취량 및 음수량의 지표를 통하여, 케피어의 간식으로서의 제공이 동물모델의 신체 컨디션 및 일반 식습관에 영향을 미치는지 확인하였다.
<2-3> 분변 품질 검사
실험 0일 및 14일째의 동물모델의 분변 품질 변화를 분석하였다.
구체적으로, 분변 샘플은 Bristol의 스코어링 가이드라인에 따라 하기 표 1과 같이 점수를 부여하였다.
점수 형태
1 단단한 덩어리
2 울퉁불퉁한 소시지 형태
3 표면에 균열이 있는 소시지 형태
4 부드럽고 부드러운 소시지 또는 뱀 형태
5 깨끗한 가장자리의 연변
6 불규칙한 모서리를 가진 연변
7 액상 변
분변 샘플 중 1g을 채취하여 분변 함수율을 측정하였다. 분변 함수율은 80℃의 건조 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후, 하기의 식에 따라 계산하였다.
100 × (건조 전 분변 무게 - 건조 후 분변 무게) / 건조 전 분변 무게
한편, 제조사의 사용설명서에 따라 Hema-Screen Lab Pack(Stanbio Laboratory, Boerne, TX, USA)을 사용하여 분변 내 잠혈검사를 수행하였다.
<2-4> 장내미생물총 분석
실험 0일 및 14일째의 동물모델의 장내 미생물 변화를 분석하였다.
구체적으로, NucliSENS easyMAG 장비 (bioMerieux, Marcy l' Etoile, 프랑스)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 분변 시료로부터 DNA를 추출하였다. 이후 추출된 DNA를 활용하여, 비만과 관련되어 있는 장내미생물총 그룹을 qPCR 분석을 이용하여 정량하였다.
한편, next generation sequencing을 통해서도 장내미생물총을 분석하였다. Illumina 16S Metagenomic Sequencing Library 프로토콜에 따라 각 시퀀싱 샘플을 준비한 뒤, PicoGreen과 Nanodrop으로 품질 스크리닝을 거쳐 최종적으로 16S rRNA 유전자의 V3-V4 부위를 증폭시킨 후, 분석을 수행하였다.
<2-5> 통계분석
모든 데이터는 평균±표준 편차(S.D.)로 표시하였다. 통계 분석은 SPSS Version 18.0 소프트웨어(SPSS, Inc., Chicago, IL, USA)를 사용하여 수행하였다. 0일 및 14일 샘플로부터 얻은 모든 데이터는 paired t-test을 사용하여 분석하였고, P <0.05 인 경우 통계적으로 유의하다고 간주하였다.
실시예 3. 동물모델의 신체 컨디션 유지 확인
실험 전후 동물모델의 신체 컨디션 변화 여부를 상기 실시예 <2-2>에 따라 확인하였다.
그 결과, 신체 컨디션 점수는 하기 표 2와 같이, 실험 전후 차이가 없었다.
No. 종 나이 성 신체 컨디션
Day 0 Day 14
1 Mongrel 4 Female 3 3
2 Poodle 8 Male 3 3
3 Shepherd 3 Female 3 3
4 Marinois 5 Male 3 3
5 Rabrado 8 Male 3 3
6 Shepherd 3 Male 3 3
Mean±SD - 5.17±2.32 - 3 3
p value - - - -
실시예 4. 동물모델의 케피어 섭취 선호 및 식습관 유지 확인
실험 전후 동물모델의 케피어 선호도 및 식급관 변화 여부를 상기 실시예 <2-2>에 따라 확인하였다.
그 결과, 동물모델은 케피어가 제공되었을 때 자율적으로 케피어를 섭취하였는데, 흥미롭게도 케피어에 큰 관심을 가지고 적극적으로 섭취하였다. 또한, 매일 제공되는 200㎖의 케피어 대부분을 단시간에 섭취하였으며(표 3), 일부 동물모델은 케피어를 주려고 할 때 흥분하며 케피어를 아주 원하는 행동을 보이기도 하였다.
한편, 동물모델은 제공된 사료를 거의 전량 섭취하여, 케피어의 섭취가 반려견의 사료 섭식에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
No. 사료 제공량
(g/day)		 사료 섭취량
(g/day)
케피어 제공량
(㎖/day)		 케피어 섭취량
(㎖/day)		 섭취 시간
(분)
1 200 190 2.5 660 660
2 200 200 2.3 920 822.7
3 200 161 2.7 780 780
4 200 200 1.1 780 780
5 200 195 1.5 420 420
6 200 182.1 3.5 780 780
Mean±SD 200.00±0.00 188.02±14.86 2.27±0.86 723.33±169.90 707.12±150.96
실시예 5. 동물모델의 분변 품질 변화 확인
실험 전후 동물모델의 분변 품질 변화 여부를 상기 실시예 <2-3>에 따라 확인하였다.
그 결과, 14일간의 케피어 섭취 후의 분면은, 육안적으로는 Bristol 점수가 소폭 증가하기는 하였으나, 유의적인 차이를 나타내지는 않았다, 그러나, 분변 함수율 분석 결과, 케피어 섭취로 인해 분변 함수율이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였으며(p < 0.05, 표 4), 또한, 실험 전후 모두 잠혈반응이 관찰되지 않았다.
No. 분변 함수율(%) Bristol 점수 분변 내 잠혈
Day 0 Day 14 Day 0 Day 14 Day 0 Day 14
1 62.06 72.68 4 4 N N
2 63.70 68.49 2 4 N N
3 54.35 72.91 4 4 N N
4 61.09 68.73 3 3 N N
5 68.07 70.29 4 4 N N
6 59.77 71.07 4 3 N N
Mean±SD 62.51±4.14 70.70±1.73 3.5±0.84 3.67±0.52 0/6 0/6
p value 0.01 0.70 - -
즉, 상기 결과를 통하여, 케피어의 섭취는 반려견의 변을 무르게 하는 경향이 있으며, 장관 내 염증이나 출혈을 유발하지 않음을 확인하였다.
실시예 6. 케피어 섭취에 따른 반려견의 장내미생물총 변화 확인
실험 전후 동물모델의 장내미생물총 변화 여부를 상기 실시예 <2-4>에 따라 확인하였다.
그 결과, 케피어를 섭취한 뒤, 비만과 가장 밀접한 장내 미생물 지표인 Firmicutes/Bacteroidetes ratio가 감소하였으며(도 1), 일반적으로 장내 환경을 산성화시킴으로써 병원균으로 인한 전신 염증 및 비만을 제어한다고 알려져 있는 Lactobacillaceae가 증가함을 확인하였다(도 2). 또한, 대표적 비만 유발 세균인 Bacteroides thetaiotaomicron와 장내에서 경쟁을 한다고 알려져 있는 Prevotella copri가 유의적으로 증가한 것을 확인하였으며(p<0.05, 도 3), 비만한 개체에서 증가한다고 알려져 있는 Faecalibacterium prausnitzii 가 유의적으로 감소한 것을 확인하였다(p<0.05, 도 4).
즉, 상기 결과를 통하여, 케피어는 반려견의 장내에 존재하는 세균 중 비만을 촉진할 수 있는 세균을 감소시키고, 비만을 억제시키는 세균을 증가시켜, 장기적으로 케피어를 섭취할 경우, 비만이 예방 또는 개선될 수 있음을 확인하였다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 케피어를 포함하는 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반려동물은 개(犬)인 것인 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 비만은 반려동물 장 내에 서식하는 Firmicutes 속 균, Bacteroides thetaiotaomicron 균 및 Faecalibacterium prausnitzii 균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균에 의해 발생하는 것인 반려동물 비만 및 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  4. 제 1항의 조성물을 반려동물에 섭취시키는 단계
    를 포함하는 반려동물의 비만 또는 변비를 치료하는 방법.
  5. 케피어를 포함하는 비만 및 변비 예방 또는 개선용 사료첨가제.
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