KR20210052219A

KR20210052219A - 증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법

Info

Publication number: KR20210052219A
Application number: KR1020200122390A
Authority: KR
Inventors: 윤정식
Original assignee: 주은바이오주식회사농업회사법인
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-05-10
Also published as: KR102407131B1

Abstract

본 발명은 증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 생균제 조성물은 유익한 미생물들을 함유하여, 가축 및 어류의 증체율 및 면역력을 향상시켜, 사료 효율을 높일 수 있다. 따라서 본 발명에 의하는 경우 가축 및 어류의 생산성과 육질의 개선 효과를 나타낼 수 있는 홍국균을 포함하는 생균제 조성물을 제공할 수 있다.

Description

증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법{Method for preparing a probiotic composition for feed to improve body weight gain or immunity}

본 발명은 증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 유익한 홍국균을 함유하여, 가축 및 어류의 증체율 및 면역력을 향상시켜, 사료 효율을 높일 수 있으며, 가축 및 어류의 생산성과 육질의 개선 효과를 나타낼 수 있는 사료용 생균제 조성물을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

사료 첨가제란 가축 및 어류 등의 생산성의 개선을 목적으로 사료에 소량 배합하는 보조물질이다. 항생제, 생균제, 효소제, 유기산제, 향미제, 감미제, 항산화제, 각종 천연물질, 기능성 물질 등이 사료 첨가제로 분류된다. 종래의 사료 첨가제는 가축의 증체율 향상, 사료의 효율성 증대 및 질병 예방 등을 목적으로 합성화학 물질인 항생제 또는 항균제를 함유하도록 하여 제조되어 왔다. 유해한 균이나 미생물의 성장을 억제하거나 그 생명을 파괴하여 가축의 사육에 도움을 주는 항생제로 많이 사용되었으나, 이러한 사료 첨가제를 가축사료에 배합하여 사용하는 것은 가축에 대한 약물 남용이며, 이로 인해 질병에 대한 가축의 면역력이 저하될 뿐만 아니라 항생제에 대한 내성이 증가됨으로써 보다 강한 항생제를 요구하게 되는 결과를 초래하게 된다. 또한, 항생제 등의 약물은 가축의 체내에 잔류되기 때문에 이를 섭취하는 사람들의 건강도 위협을 받을 수 있다. 실제로 2006년에 EU에서 항생제의 사료 첨가제로서의 사용을 전면 금지하였고, 우리나라도 같은 이유에서 2011년부터 배합사료 내 항생제의 사용을 금했다. 현재는 치료용 항생제의 사용은 가능하나 사료 첨가제로서는 항생제의 사용이 제한된다. 따라서, 동물산업에서 소비자 및 생산자 모두를 위해 가축 및 인체에 무해한 항생제 및 항균제를 대신할 수 있는 안정성이 확보된 후보 물질의 연구 개발 및 효능 연구가 이루어지고 있다.

이러한 항생제의 사용이 금지되면서 생균제가 부각되고 있다. 본 발명 또한 생균제에 관한 것으로 살아있는 유익 미생물을 함유한 제제로서 동물의 장내에 정착하여 다른 병원성 미생물의 성장을 억제하고, 가축이 섭취한 사료의 소화와 흡수를 도와줌으로써 성장을 촉진하는 역할을 한다. 생균제용 미생물은 대장균 등의 유해균에 대해 항균활성을 보유하고, 젖산 생성을 촉진시킴으로써 장내 PH의 변화를 유도할 수 있는 것이 바람직하다.

사료용 생균제는 미생물의 형태에 따라 박테리아성, 효모성, 곰팡이성 및 혼합형으로 크게 분류할 수 있다. 박테리아성 생균제는 락토바실러스, 스트렙토코커스, 엔테로코커스, 비피도박테리움, 바실러스, 박테로이데스 속의 세균 등이 이용되며, 효모성 생균제에는 주로 발효효모인 사카로미세스 속의 곰팡이가 이용되고 있다. 상기 생균제 균주 이외에도 다양한 미생물의 생균제의 균주로 이용될 수 있으며, 균주의 특성마다 항균 물질의 생산, 효소의 생산, 면역 능력 증진, 비타민의 합성, 독성물질의 분해, 축분의 악취 방지 등의 다양한 첨가효과를 기대할 수 있다.

생균제로서 가장 많은 연구가 진행된 락토바실러스(Lactobacillus)는 락타아제(lactase)와 같은 소화효소를 생산하며, 젖산과 휘발성 지방산 생산을 자극하고, 과산화수소(hydrogen peroxide)와 같은 항미생물 화합물을 생산하며, 장내 유익한 미생물의 수를 증가시키고, 혈청 콜레스테롤의 농도를 감소시키는 작용을 한다고 알려져 있다. 그러나, 상기 락토바실러스 균이나, 유산균의 미생물들은 좋은 미생물이긴 하나, 대량 배양이 어렵고 가격이 비싸다는 점이 경제성 면에서 문제가 되고 있다. 특히, 습도가 높은 제주도 또는 해안가 지역에서는 환경적으로 배양이 어려운 점이 존재한다.

일반적인 생균제 발효 방법에서 또한, 발효 형태에 따라 배양 시스템 및 배양 조건에 차이가 있으며, 수분함량, 수분활성도, 온도, pH, 산소 수준, 영양소와 제품의 농도와 같은 환경적 요인에 의해 미생물 생장과 제품형성에 중요한 영향을 미친다. 생균제 발효 방법에는 고상발효(Solid State Fermentations; SSF) 및 액상발효(Liquid State Fermentations; LSF)가 있으며, 일반적으로 고상발효 과정에서 수분함량은 30-75%로 변이가 넓은 편이다. 최적의 수분함량은 효소, 유기산 등의 대사산물 생산을 최대로 한다. 수분활성도는 바이오매스의 발달, 대사적 반응, 물질 전달과정 등에 영향을 미치며, 물질의 물리적 구조와 화학적 성질에 따라 그 활성도가 좌우된다. 또한, 고상발효 과정에서 온도가 상승하는 것은 포자형성과 생장, 대사산물의 형성에 영향을 준다. 고상발효는 코오지(일본), 라기(인도네시아)와 같은 전통 발효스타터를 이용해 효소, 유기산, 생물농약, 바이오연료, 풍미 등과 같은 가치를 높인 제품들의 생산뿐만 아니라 생물학적 교정(bioremediation)과 생물학적 분해(biodegradation)와 같은 유해물질의 분해, 농산폐기물의 분해 등 다양한 분야에 이용되고 있다.

따라서, 항생제 및 항균제를 대신할 수 있는 안정성이 확보된 미생물인 동시에, 습도가 높은 제주도 또는 해안가 지역과 같은 습한 환경에서도 배양이 용이한 미생물의 연구 개발 및 효능 연구가 필요하다.

KR 10-2005-0099848 A KR 10-2019-0047756 A

본 발명의 목적은 유익한 미생물을 함유하는 미생물 기반의 사료용 생균제의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유익한 미생물을 이용하여, 가축 및 어류의 증체율 및 면역력을 향상시켜, 사료 효율을 높일 수 있으며, 가축 및 어류의 생산성과 육질의 개선 효과를 나타낼 수 있는 미생물 기반의 사료용 생균제에 대한 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 기반의 사료용 생균제는 홍국균(Monascus purpureus); 광합성 세균; 국균; 및 효모;를 포함한다.

상기 홍국균(Monascus purpureus)은 모나스쿠스 루버(Monascus ruber), 모나스쿠스 퍼퍼레우스 웬트(Monascus purpureus Went), 모나스쿠스 루버반 틱헴(Monascus rubervan Tieghem), 모나스쿠스 풀리기노서스 사토(Monascus fuliginosus Sato), 모나스쿠스 필로수스(Monascus pilosus), 모나스쿠스 필로수스 사토(Monascus pilosus Sato), 모나스쿠스 안카(Monascus anka), 모나스쿠스 바리케리(Monascus barykery), 모나스쿠스 퍼퓨렌스(Monascus purpurens),모나스쿠스 알비두스 사토(Monascus albidus Sato) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 종인 것이다.

상기 광합성 세균은 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)인 것이다.

상기 국균은 황국균, 납두균 및 흑국균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 사료 조성물은 상기 미생물 기반의 사료용 생균제를 이용하여 제조한 것이다.

상기 사료 조성물은 왕겨, 쌀겨, 귤착즙 및 귤박을 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 사료 첨가제는 상기 미생물 기반의 사료용 생균제를 이용하여 제조한 것이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서에서, "사료 효율"은 사료 섭취량 대비 증체량을 의미하는 것으로 사료 효율을 높이는 것은 사료 섭취량 대비 증체량의 증가 정도가 향상되는 것을 의미하며, 이는 소화율 향상 또는 성장 촉진의 의미로도 이해할 수 있다. 또 사료 효율을 높이는 것은 사료 요구율([사료 섭취량/증체량]×100, 사육동물의 체중 1kg을 증가시키는데 필요한 사료량) 개선과도 같은 의미로 이해할 수 있는데, 여기서 사료 요구율은 사료 효율과는 반대의 계산식에 의하므로, "사료 요구율 개선"은 사육 동물의 체중 1kg을 증가시키는 데 필요한 사료량이 감소하는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 사료 효율 개선 또는 사료 요구율 개선은 사료비 절감과 직결된다.

홍국균(Monascus purpureus)은 모나스커스(Monascus)속 미생물로 진한 빨간색의 색소와 모나콜린 K(monacolin K)라는 콜레스테롤 생합성 저해제를 분비하는 특성을 가지고 있어 수백년전부터 다양한 용도로 사용되고 있다. 식품에서 홍국은 음식물 보존제와 빨간색을 내게 하는 발색제 등에 사용되고 염색 산업에서는 홍국의 빨간 염료를 활용하기도 한다. 식품과 염색산업 이외에 홍국균이 인류에 가장 유용하게 활용되는 분야는, 홍국의 모나콜린 K 라는 콜레스테롤 생합성 저해제를 분비하는 특성을 이용해 홍국 발효 술, 홍국 발효 쌀, 홍국 발효 빵 등 홍국균을 발효시켜 만든 다양한 음식물들로, 이를 이용해 인간의 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추는 일종의 콜레스테롤 저해제로 사용되고 있다.

홍국균을 포함한 진균류 중 일부는 일차대사과정 이외에도 이차대사과정을 가지고 있는데, 일차대사과정은 모든 생물체들이 살아가기 위해 공통적으로 가지고 있는 대사과정이며, 이차대사과정은 동물에서는 관찰할 수 없고 일부 미생물 및 식물에서 발견되는데 생존에 필수적이지는 않지만 이러한 이차대사과정을 통해 매우 다양한 종류의 화학물질들이 생성된다. 홍국균의 경우 일차대사과정을 통해 세포가 성장과 분열을 하고 이차대사과정을 통해서는 모나콜린 K(monacolin K), 모나스신(monascin), 안카플라빈(ankaflavin), 루브로펀크타틴(rubropunctatin), 모나스코루브린(monascorubrin), 루브로 펀크타민(rubropunctamine), 모나스코루브라민 (monascorubramine) 등과 같은 다양한 종류의 화학물질들을 분비해내며, 특히 이중 모나콜린 K는 동물의 콜레스테롤 생합성 과정을 억제해 동물 체내의 콜레스테롤 수치를 떨어뜨리는 작용을 하게 된다.

홍국균은 중국 명나라 고전의서인 이시진의 본초강목에서도 혈액 순환 목적으로 기록되었을 정도로 인간의 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추는데 효과가 있다는 사실이 오래전부터 알려져 왔다. 또한, 홍국균의 발효 식품은 혈중 콜레스테롤 저하 목적 이외에도 혈당강화 작용과 혈압 강하 작용이 있기 때문에 당뇨병 치료 보조제 및 혈압 강하 보조 치료제로도 활용되고 있다.

이와 같이 홍국균은 콜레스테롤 저하 의약품 및 콜레스테롤 저하 기능성 식품으로 폭넓게 활용되고 있으나 현재까지 가축 및 어류의 사료용으로는 거의 사용되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 광합성 세균은 자연계의 식물(食物) 순환 회로에서 일군을 이루는 중요한 미생물로서, 사람이나 동물의 배설물 같은 오물을 종속 영양세균과 같이 정화하며 유기물이 분해되면서 나오는 유화수소나 질소 화합물 등 작물이나 어류 및 가축에 해로운 물질들을 자신의 먹이로 섭취 제거하면서 탄산가스와 태양에너지를 이용하여 광합성을 행하여 증식한다. 토양에서는 유산균, 방선균 같은 유익미생물의 증식을 촉진하고, 수중에서는 클로렐라 같은 녹색미생물의 발생과 증식을 늘리며 자신은 어패류의 먹이 사슬인 동물성 플랑크톤의 먹이로 사용된다. 따라서, 광합성 세균은 토양, 논, 호수, 해안, 하수처리장 등 오물이 있는 곳에는 어느 곳이든 존재하며 특히 유기물이 많이 있는 곳에는 다량 존재하고 있다. 특히, 광합성 세균은 작물, 가축, 어류의 생육환경에서 발생되는 유해물질인 황화수소(H₂S), 아질산, 질산, 이산화탄소(CO₂), 저급 지방산, 유기산 등을 균체의 영양분으로 흡수하여 증식함으로써 생육환경을 정화하는 생리적인 기능 외에 균 체내에 다량의 단백질과 양질의 아미노산 그리고 비타민, 핵산, 적색 색소와 같은 영양 물질, 유비퀴논과 같은 생리활성물질을 다량 함유하고 있어, 가축, 작물, 양어에 활용되고 있다.

국균(Aspergillus)은 넓은 의미로 하나의 불완전균인 아스페르길루스(Aspergillus) 속의 미생물로, 약 170 종을 포함하고 있다. 아스페르길루스속은 푸른곰팡이 Penicillium속과 유사한 성질을 보이지만 푸른곰팡이가 저온지대를 좋아하는 데 반하여, 아스페르길루스속 균은 온대를 좋아한다. 아스페르길루스속 균에는 청주, 된장, 간장 등 양조공업이나 발효공업상 중요한 균주가 많다. 좁은 의미로는 청주, 된장, 간장 양조용의 황국균(Aspergillus oryzae)과 간장누룩균 A. sojae를 가리킨다. 이들은 어느 것이나 분생자가 백색 또는 황색, 황록색인 것에서부터 황누룩균이라고 한다. 이것에 대하여, 분생자가 흑색인 흑누룩균이 있고 이것에는 A. usanmii, A. saitoi, A. awamori 등이 포함된다. 이들은 엄밀히 흑곰팡이와 구별된다.

효모(yeast)속 미생물은 당을 발효시켜 에탄올과 이산화탄소를 생산하는 능력을 가진 것이 많아 맥주의 제조나 빵의 발효에 이용되고 있으며, 효모 자체는 값싼 지방, 단백질원으로 사료에 사용된다. 비타민 B군을 풍부하게 함유하고, 비타민 D를 함유하는 것도 있다. 최근에는 의약품 공업에도 많이 쓰이는 균주이다. 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)는 소화효소를 함유하고, 항균성을 나타내는 특성을 지니고 있으며, 특히, 기호성 및 항병력 증진과 장내 유익균을 활성화시키는 이점이 있다.

락토바실러스(Lactobacillus)속 미생물은 산업적으로 유제품, 맥주, 와인, 김치 등의 생산에 사용되고 있으며, 동물사료로도 쓰이고 있다. 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus)는 젖산생성 및 약한 내열성, 항생물질인 애시도필린, 락토신, 애시돌린의 생산, 락토바실러스 플란타럼은 젖산생성 및 강한 담즙 저항성, 항생물질인 락톨린의 생산, 락토바실러스 카제이는 젖산생성 및 위산 및 효소 저항성을 가지는 특성을 지니고 있다.

구체적으로 상기 미생물 기반의 사료용 생균제로 제조하기 위해서는 상기 미생물을 배양하는 배양단계; 상기 배양단계를 통해 배양된 미생물을 건조시키는 건조단계; 및 상기 건조단계를 통해 건조된 미생물을 분쇄하는 분쇄단계를 포함하여, 사료용 생균제로 획득할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 미생물을 배양하는 배양단계는 종균 앰플로 액상배양한 것이다.

상기 미생물을 분쇄하는 단계는 일반적으로 분쇄의 정도에 따라 굵은 분말(coarse powder), 중간 굵기 분말(medium powder), 가는 분말(fine powder), 미분(micro powder)으로 나눌 수 있으며, 입자의 크기는 맛과 풍미를 다르게 할 수 있어 용도에 따라 달리할 수 있다.

바람직하게 본 발명의 미생물 분말은 2 내지 4mm의 중간 굵기 분말(medium powder)일 수 있다.

구체적으로 본 발명의 미생물 분말은 6.35 내지 12.7 메쉬(Mesh)인 것이다.

상기 입자 크기에 의하는 경우 미생물 분말 특유의 맛과 풍미를 중화시켜, 기호성을 높일 수 있으며, 미생물 고유의 영양성분을 잘 유지할 수 있어 높은 기호성을 가진 사료용 생균제로 제조할 수 있다.

바람직하게 상기 미생물 기반의 사료용 생균제는 홍국균 분말 100 중량부에 대해, 광합성 세균 분말 30 내지 50 중량부, 국균 분말 30 내지 50 중량부 및 효모 분말 30 내지 50 중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 혼합 미생물로 사용시, 경제적으로 유용 미생물의 성장을 촉진하는 효과가 제대로 발휘될 수 있으며, 가축 및 어류의 증체율 및 면역력을 향상시켜, 사료 효율을 높일 수 있으며, 가축 및 어류의 생산성과 육질의 개선 효과를 나타낼 수 있는 조성물로의 제공을 가능하게 한다.

상기 광합성 세균은 특정한 종에 제한되지 않으며, 바람직하게는 로도박터 스페로이데스(R. sphaeroides), 로도박터 아피그멘텀 (R. apigmentum), 로도박터 아조토포르만스(R. azotoformans), 로도박터 블라스티쿠스(R. blasticus), 로도박터 글루코니쿰(R. gluconicim), 로도박터 리토랄시스(R. litoralis), 로도박터 매실리엔시스(R. massiliensis), 로도박터 벨드캄피이(R. veldkampii) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게 상기 광합성 세균은 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)는 광합성 세균으로, 유용 미생물의 성장을 촉진하는 효과를 발휘한다. 또한, 면역력 강화능이 뛰어난 카로테노이드 성분과 체색 생성능에 중요한 박테리오클로로필 a를 함유하고 있어 면역력 강화능도 우수하다.

황국균(Aspergillus oryzac)은 전분분해능과 단백질분해능이 우수하여 간장, 된장, 고추장의 종균(seed culture) 배양에 널리 이용되는 종이며, 곰팡이 종류에 속하는 황국균은 전문 분해효소인 아밀라아제(amylase)나 단백질 분해효소인 아스파르틱 프로티나아제(aspartic proteinase), 지방산 분해효소인 triglyceride lipase 등의 효소 단백질 생산에 널리 사용되고 있다. 이러한 국균을 배양한 배양체는 양계사료에 미생물 첨가제(feed additive)로 사용되며 산란율과 증체에도 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있으며, 또한 국균 배양체는 옥수수 같은 곡물사료에 부족하기 쉬운 아미노산인 트립토판, 라이신, 메치오닌, 트레오닌 등과 비타민B1, B2, 판토텐산, 바이오린, 엽산 등을 많이 함유하고 있다.

납두균(Bacillus subtilis Natto)은 납두 제조 공정에서 가장 널리 이용되는 미생물로, 고초균인 바실러스 서브틸리스((Bacillus subtilis)의 일종인 나토 바실러스(Natto bacillus)이다. 납두는 주로 삶은 대두(大斗)를 이용하고 따뜻한 곳에서 발효 숙성시킨다는 점에서 청국장의 제조공정과 유사하나 발효 취와 발효 후 대두 표면에 흰 반점과 끈끈한 점액이 생긴다는 점에서 다르다. 끈기를 지니고 실처럼 늘어나는 이 점액질은 대두 단백질의 분해산물인 아미노산의 일종인 타이로신(Tyrosine)의 결정으로 인체에 무해하다. 최근 전통발효음식으로만 생각되어 왔던 납두와 납두균이 양계 등의 사료 첨가제로서 관심을 주목받기 시작하였는데, 고초균(Hay bacillus)은 육계에 급여한 결과 5주까지는 효과가 있으나 그 후에는 효과가 없다는 보고가 있는 반면, 납두균(Nattobacillus)은 납두에서 분리하여 순수배양한 후, 곡물(대두박)에 접종하여 배양시켜 건조한 것으로 육계사료에 약3% 정도 첨가하여 급여하면 성장이 촉진되고 사료 요구율이 낮아진다는 결과가 90년대 초에 이미 발표된 바 있다.

이들을 사료에 첨가하여 급여하면 장내 대장균 등 유해 미생물의 수가 극히 감소하고 유산균 등 유익한 미생물의 증식이 이루어져 성장률과 사료율이 개선될 수 있다.

소비자들은 식생활이 고급화되고 다양해짐에 따라 건강뿐만 아니라 맛도 좋은 고급 육류 및 어류에 대한 인식 및 판매량이 높아지고 있다. 따라서 이러한 소비자들의 요구에 의해서 생산자들은 다양한 방법으로 육·어류 제품의 질을 높이기 위해서 많은 시험과 연구를 진행하고 있다. 특히, 고급육을 생산하기 위해서 배합사료나 사료첨가제에 대한 연구가 끊임없이 진행되고 있다.

이에 본 발명은 미생물 기반의 사료용 생균제를 이용하여, 사료 조성물로 제조한 것으로 유익한 미생물들에 의해 가축 및 어류의 성장률을 증가시키면서 이와 동시에 육질을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 가축은 소, 돼지, 염소, 양, 말, 닭, 오리, 칠면조 등의 가축일 수 있으며, 바람직하게는 돼지일 수 있다.

상기 어류는 광어, 방어, 고등어, 돔 등의 수산물일 수 있으며, 바람직하게는 광어일 수 있다.

상기 사료 조성물에는 가축 및 어류의 종류에 따라 급여되는 일반적인 기초사료들이 포함될 수 있으며, 이러한 기초 사료들은 가축 및 어류의 종류에 따라서 그 필요한 성분 및 조성 그리고 적합한 조성 비율이 모두 당업계에 공지되어 있으며, 또한 시판되고 있기 때문에 당업자라면 누구나 매우 용이하게 이를 제조 또는 구입하여 사용할 수 있는 것이다.

왕겨(hull, husk)는 벼의 겉 껍질을 말하는 것으로 내, 외피가 규소로 치밀하게 피복되어 있어 부식되기 어려우며, 축사의 깔짚 또는 퇴비로 사용되고 있으나, 최근 들어 바이오 미생물 배양 원료, 축분과 혼합된 발효 퇴비 등으로 그 사용처를 넓혀가고 있다. 일반적으로 곡물의 외피에는 외부로부터의 산화와 열화 등을 방지할 수 있는 항산화 물질이 함유되어 있는데, 왕겨에 함유된 항산화 성분으로는 flavonoid, cyanidin, phytic acid, ferulic acid 등이 알려져 있다. 특히, C-glycosyl flavonoid인 isovitexin이 왕겨에서 강력한 항산화 능력을 보였으며 (Ramarathnam N, 등1989. J. Agric Food Chem 37:316-319), 왕겨에 존재하는 2.1 ~2.4 %의 phytic acid가 금속 킬레이트제로 작용하여 항산화 활성을 가진다고 하였다.

쌀겨는 쌀을 찧을 때 나오는 가장 고운 속겨로 미강(米糠)이라고도 부른다. 쌀을 도정하는 과정에서 얻어지는 쌀겨에는 40여종 이상의 단백질, 지질, 비타민 B군, 미네랄, 섬유질과 매우 유용한 여러 미량요소들이 많이 들어있다. 최근 쌀겨성분의 여러 기능성이 연구되어 오고 있으며, 특히 쌀겨의 항 스트레스 효과, 항 피로 효과와 면역력 증강효과에 대한 많은 보고가 존재한다.

과일을 음료가공 후 생산되는 과일박에는 다양한 종류의 생리활성물질이 함유되어 있으며, 특히 감귤박의 경우 수확철에는 착즙부산물을 소진하는데 많은 비용과 노력이 소요된다. 버려지는 감귤박의 기능성물질을 가축에 활용하는 방법과 기능성 물질을 제대로 활용되지 못하고 있는 것이 사실이다. 특히 감귤에 풍부한 폴리페놀성분인 헤스페르딘은 항산화효과가 있는 생리활성물질로서, 가축이 이를 섭취함으로써 신진대사 촉진, 면역력 강화 등으로 건강을 증진시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 항산화력이 우수한 감귤의 착즙박을 포함하는 것으로, 가축에 안전하게 급여하고 면역 증강제나 면역기능 조정제로서의 사료 조성물을 제공할 수 있다.

바람직하게 본 발명의 사료 조성물은 상기 왕겨, 쌀겨, 귤착즙 및 귤박 이외에 돌가사리 분말 및 혹돌잎 분말을 추가로 더 포함한다.

돌가사리(Chondracanthus tenellus (Harvey) Hommersand in Hommersand)는 돌가사리목 돌가사리과에 속하는 홍조식물로 바닷속 2~4m의 바위에 붙어 살며, 높이는 5~12cm이다. 원기둥 모양의 가지가 여러 번 어긋나거나 마주나고, 가지 끝이 뾰족하다. 빛깔은 보라색 또는 붉은보라색이며, 둥근 주머니는 작고 자루가 없다. 얕은 곳에 자라는 것은 작고, 깊은 곳에 자라는 것은 크다. 일본에 분포하고, 우리 나라에서는 전국 각지에 분포한다.

혹돌잎(Lithophyllum okamurai)는 홍조식물로 두께는 0.6mm 정도 되고, 작은 돌이나 그 밖의 물체 표면을 싸며, 혹 모양의 돌기를 내고 자란다. 온몸은 석회질로 덮여 있고 분홍색 또는 붉은색을 띤다. 원주상을 한 돌기가 가지에 해당되고, 그 끝은 둥글며 표면은 매끈하다. 한국에서는 제주와 남해안에서 채집된다.

바람직하게 상기 사료 조성물은 본 발명의 미생물 기반의 사료용 생균제 100 중량부에 대해, 왕겨 10 내지 20 중량부, 쌀겨 10 내지 20 중량부, 귤착즙 10 내지 20 중량부 및 귤박 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 사료 조성물은 본 발명의 미생물 기반의 사료용 생균제 100 중량부에 대해, 왕겨 10 내지 20 중량부, 쌀겨 10 내지 20 중량부, 귤착즙 10 내지 20 중량부, 귤박 10 내지 20 중량부, 돌가사리 분말 5 내지 10 중량부 및 흑돌잎 분말 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

상기 범위 내에서 혼합 조성물로 사용시, 경제적으로 유용 미생물의 성장을 촉진하는 효과가 제대로 발휘될 수 있으며, 가축 및 어류의 육질 개선 및 성장 능력 개선 등의 효능을 더욱 높일 수 있는 사료 조성물로 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 사료 첨가제는 상기 미생물 기반의 사료용 생균제를을 이용하여 제조한 것이다.

바람직하게, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 돼지용 사료 조성물은 상기 미생물 기반의 생균제를 포함할 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광어용 사료 조성물은 상기 미생물 기반의 생균제를 포함할 수 있다.

본 발명의 제조방법에 따라 생산된 미생물 기반의 사료용 생균제에 의하면 유익한 미생물들을 함유하여, 가축 및 어류의 증체율 및 면역력을 향상시켜, 사료 효율을 높일 수 있다.

따라서 본 발명에 의하는 경우 가축 및 어류의 생산성과 육질의 개선 효과를 나타낼 수 있는 미생물 기반의 사료용 생균제를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍국균의 배양을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 기반의 사료용 생균제의 생존율를 상온에서 4주 동안 확인한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 기반의 사료용 생균제의 pH 변화를 상온에서 4주 동안 확인한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍국균의 어체증 효과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍국균의 어체증 효과를 확인한 넙치의 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 돼지 등심에서 발현하는 단백질 발현 양상을 1-전기영동 및 은 염색법에 의해 측정한 결과를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

[제조예1: 유익 미생물의 제조]

1. 홍국균 분말의 제조

배양

생물자원센터에서 구입한 종균 Monascus purpureus(ATCC 34892)을 충분한 산소공급을 위하여 플라스크 250㎖ 당 40㎖의 YEME (3g yeast extract, 5g peptone, 3g malt extract, 340g sucrose, 10g glucose, 1g MgCl₂·6H₂O) 배지를 담은 배플드 플라스크(baffled flask)에 0.2% (100㎖ 성장배지당 200㎕ 종균)로 접종하여 2 내지 4일간 액상 배양을 진행하였다.

그 후 모나스커스(Monascus) 배지와 PDA 아가 배지를 이용하여 5~8일 동안 도 1과 같은 큐브 형태의 홍국균을 배양하였다.

홍국균 분말의 제조

상기 배양된 홍국균을 18℃ ~ 20℃의 상온에서 장시간 자연건조하는 과정을 진행한 후 완전 건조된 상태에서 10메쉬(mesh)이상의 분말로 분쇄하여 홍국균 분말(MG)을 제조하였다.

2. 기타 미생물 분말의 제조

효모는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 사용하였으며, 광합성 세균인 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)와 황국균을 상기 홍국균 분말 제조와 동일한 방법을 이용하여, 광합성 세균 분말(RG), 황국균 분말(AG), 효모 분말(YG)을 하기 표 1과 같이 혼합하여 미생물 기반의 사료용 생균제로 제조하였다.

	BF1	BF2	BF3	BF4	BF5	BF6
MG	100	100	100	100	100	100
RG	-	20	30	40	50	60
AG	-	20	30	40	50	60
YG	-	20	30	40	50	60

(단위: 중량부)

[실험예1: 미생물 기반의 사료용 생균제의 생존력 및 pH 확인]

세포 독성

상기 제조예 1에서 제조된 미생물 기반의 사료용 생균제 BF1 내지 BF6의 독성을 실험하기 위하여 랫트 반복투여 독성실험에서 상기 생균제 투여 시 독성 및 부작용 발현의 차이를 확인하였다.

SD 개통의 6주령의 암수 랫트를 군당 10 마리(암수 각 5마리)씩으로 나누어 BF1 내지 BF6을 투여하였으며, 각각의 생균제를 0.5% MC 용액에 용해한 후 매일 동일한 오전 시간대에 1회 경구 투여하는 것을 13주 동안 반복하였다.

1회 투여량은 3.75 mg/kg 내지 5mg/kg의 양으로 투여하였다. 이후 사망률, 일반증상, 체중변화, 사료 및 물 섭취량을 관찰하였다.

그 결과, 실험 기간 내에 사망개체는 발생하지 않았다. 상기 실험 결과에 비추어, 제조예 1에서 제조된 미생물 기반의 사료용 생균제 BF1 내지 BF6은 독성에 문제되지 않음을 확인하였다.

생존력 및 pH 확인

미생물 기반의 사료용 생균제 BF1 내지 BF6를 상온에서 4주 동안 보관하면서, 각각의 범위에 따른 생균제의 생존율을 CFU 계수 방법으로 확인하였으며, 각각의 pH는 pH meter (pH/ISE Meter 735P, Istek Co., Ltd, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였다.

그 결과를 하기 도 2 및 도 3에 나타냈으며, BF3 내지 BF5의 범위에 의하는 생균제에 경우, 생존력이 현저히 높게 유지되는 것을 확인하였다(도 2).

또한, BF1, BF2의 범위에 의하는 생균제들은 pH 6.5 및 pH 6.0으로 나타났으며, BF6 범위에 의하는 생균제에 경우, 9.0 보다 높은 pH를 보이는 반면, BF3 내지 BF5의 범위에 의하는 생균제의 pH는 거의 변화없이 안정적으로 나타나는 것을 확인하였다(도 3). 특히, BF4의 경우에 pH 7.8로 가장 안정적인 pH를 보였다.

[제조예 2: 사료 조성물의 제조]

상기 제조예 1에서 제조된 미생물 기반의 사료용 생균제 중 높은 생존력과 가장 안정적인 pH를 가지는 BF4의 범위에 의하는 생균제에 왕겨, 쌀겨, 귤착즙, 귤박, 돌가사리 분말 및 흑돌잎 분말을 포함시켜 하기 표 2와 같은 조성으로 사료 조성물을 제조하였다.

	MP1	MP2	MP3	MP4	MP5
BF4	100	100	100	100	100
왕겨	-	5	10	20	30
쌀겨	-	5	10	20	30
귤착즙	-	5	10	20	30
귤박	-	5	10	20	30
돌가사리 분말	-	-	5	10	20
흑돌잎 분말	-	-	5	10	20

(단위: 중량부)

[실험예 2: 사료 효율 개선 효과 실험]

1. 홍국균 첨가에 따른 어체증

본 발명의 홍국균를 이용하여 제조한 홍국균 분말 MG(BF1)를 이용하여 어체증 여부를 살펴보기 위해 체중 5kg의 넙치(광어)를 수조에 입식하였으며, 홍국균 분말 MG(BF1)를 투여한 실험군과 첨가하지 않은 대조군으로 나누어 10일간 성장시켰다.

그 결과를 하기 표 3, 도 4 및 도 5에 나타내었다.

구분	대조군	실험군
개시평균체중	5	6
실험종료평균체중	13.5	15.7
평균증체량	9	10
두 당 일일 평균 증체량	0.9(100)	1.67(186)

(단위: Kg)

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 첨가하지 않은 대조군은 0.9kg으로 홍국균 분말을 투여한 실험군 1.67kg에 비해 일일 증체량이 186% 증가하는 것을 확인하였다.

2. 증체량 증가

상기 제조예 2에서 제조된 사료 조성물 MP1 내지 MP5을 아래 표 4과 같이 기초사료와 혼합하여 돼지에게 급여하였다. 기초사료는 주요 원료로 옥수수, 소맥, 소맥피, 연실박, 채종박 등이 포함된 사료이다.

구분	급여사료
대조군	기초사료
실험군1	기초사료 + 본원 발명의 사료 조성물 MP1
실험군2	기초사료 + 본원 발명의 사료 조성물 MP2
실험군3	기초사료 + 본원 발명의 사료 조성물 MP3
실험군4	기초사료 + 본원 발명의 사료 조성물 MP4
실험군5	기초사료 + 본원 발명의 사료 조성물 MP5

사료는 자유 채식토록 하였으며, 물은 자동급수기를 이용하여 자유로이 음용할 수 있도록 하였다. 사양관리는 일반적인 사양관리 방법에 준하여 실시하였으며, 대조군과 실험군 사이에 돈방면적, 급수 급이 시설은 동일한 조건이 되도록 하였다. 실험 기간을 5주간으로 하여 실험 개시시와 실험 종료시를 기준으로 하여 일당증체량, 일당사료섭취량 및 사료 효율(증체량/사료섭취량)을 계산하였다.

그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

구분	일당증체량(Kg)	일당사료섭취량(g)	사료효율
대조군	0.408±0.047	0.743±0.062	0.549±0.026
실험군1	0.462±0.055	0.735±0.042	0.628±0.034
실험군2	0.469±0.052	0.742±0.048	0.632±0.040
실험군3	0.482±0.033	0.748±0.042	0.644±0.037
실험군4	0.501±0.018	0.752±0.070	0.666±0.044
실험군5	0.472±0.043	0.738±0.049	0.639±0.046

상기 표 5의 결과는 기초사료에 사료 조성물 MP1 내지 MP5를 첨가하여 급여할 경우 사료 효율이 대략 8~9% 증가함을 보여준다. 그리고 MP1, MP2 및 MP5를 기초사료와 혼합한 실험군 1, 실험군 2 및 실험군 5의 경우 사료 효율이 약간 증가하는 경향을 보였지만 차이에 다른 유의 차는 나타나지 않았으며, MP3 및 MP4를 기초사료와 혼합한 실험군 3 및 실험군 4에 경우에 사료 효율이 유의적으로 증가하는 경향을 보이는 것을 확인하였다.

3. 항산화 효과

본 발명의 사료 조성물 MP1 내지 MP5 급여에 따른 면역력에 대한 효과를 비교 실험하기 위하여 항산화 효과를 측정하였다. 항상화 효과는 전자공여능(DPPH, (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)) 분석실험법으로 측정하였다.

그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

구분	DPPH(%)
구분	항산화 활성 증가율(%)
대조군	120
실험군1	437
실험군2	559
실험군3	832
실험군4	995
실험군5	499

대조군의 급여사료에 비해 MP1, MP2 및 MP5의 사료 조성물을 첨가한 실험군 1, 실험군 2 및 실험군 5의 급여사료의 경우에도 항산화 활성이 증가하였으나, MP3 및 MP4를 기초사료와 혼합한 실험군 3 및 실험군 4에 경우에 항산화 활성이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.

[실험예 3: 육질 개선 효과]

먼저 육질 등급이 좋은 돼지 등심부터 등급이 낮은 돼지 등심으로 구분하여 각각 6두를 선별하였으며, 이들의 등급별 돼지 근육조직(등심)으로부터 발현되는 단백질의 발현양상을 확인하였다. 1차원-전기영동(1Dimensionelectrophoresis) 및 은 염색법(Silver staining)을 이용하여 acrylamide %에 따라 두 종류로 전기영동한 뒤 단백질 발현 양상을 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 등급별 돼지 근육조직(등심)에서의 단백질 발현 양상은 육질 등급이 좋은 돼지 등심을 HQLD(high quality of longissimus dorsi(1~6)), 육질 등급이 낮은 돼지 등심을 LQLD(low quality of longissimus dorsi(7~12))로 구분지었을 때 각각 130kDa(a*)과 34kDa(b#)에서 등급에 따른 단백질이 차등 발현됨을 확인할 수 있었다.

따라서, 이를 바탕으로 상기 실시예 2에 따른 실험군 1 내지 실험군 5의 돼지 등심에서 발현된 단백질들을 상기와 동일한 방법으로 단백질 발현 양상을 측정하였다. 육질 등급이 좋은 돼지 등심의 단백질 HQLD(high quality of longissimus dorsi(1~6)), 육질 등급이 낮은 돼지 등심의 단백질 LQLD(low quality of longissimus dorsi(7~12))를 하기 표 7에 비교 분석하였으며, 상대적인 비교를 위해 상기 HQLD의 단백질이 발현된 육질 등급이 좋은 돼지를 지수 5로 놓고, 실험군 1 내지 실험군 5의 단백질 발현 양상을 지수 1 내지 10으로 평가하였다.

지수가 클수록 단밸질 발현 양상이 우수함을 의미한다고 할 것이다.

	육질 등급 좋은 돼지	실험군1	실험군2	실험군3	실험군4	실험군5
HQLD	5	6	7	8	8	7
LQLD	0	2	1	0	2	2

(단위: 지수)

상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 육질 등급 좋은 돼지의 단백질 발현 양상과 비교하여, 실험군 1 내지 실험군 5에서 동등 이상의 단백질이 발현되는 것을 확인하였다.

특히, MP3 및 MP4를 기초사료와 혼합한 실험군 3 및 실험군 4에 경우에 단백질 발현 양상이 높게 평가되어, 육질을 개선시키는 것을 확인하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

홍국균(Monascus purpureus)을 액상 배양하는 홍국균 배양단계;
배양된 홍국균을 건조 및 분쇄하여 분말화 하는 분말화 단계;
상기 분말화 단계를 거친 홍국균 100 중량부에 대하여 광합성 세균 분말 30 내지 50 중량부; 황국균 분말 30 내지 50 중량부 및 효모 분말 30 내지 50 중량부를 혼합하여 혼합미생물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합미생물 100 중량부에 대하여, 왕겨 10 내지 20 중량부; 쌀겨 10 내지 20 중량부; 귤착즙 10 내지 20 중량부; 귤박 10 내지 20 중량부; 돌가사리 분말 5 내지 10 중량부 및 흑돌잎 분말 5 내지 10 중량부를 혼합하여 생균제 조성물을 제조하는 단계를 포함하는
증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 분말화 단계는
분말의 입경이 10메쉬(mesh) 이상이 되도록 분쇄된 것인
증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 광합성 세균은 로도박터 스페로이데스(R. sphaeroides), 로도박터 아피그멘텀 (R. apigmentum), 로도박터 아조토포르만스(R. azotoformans), 로도박터 블라스티쿠스(R. blasticus), 로도박터 글루코니쿰(R. gluconicim), 로도박터 리토랄시스(R. litoralis), 로도박터 매실리엔시스(R. massiliensis), 로도박터 벨드캄피이(R. veldkampii) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인
증체율 또는 면역력을 향상시키는 사료용 생균제 조성물의 제조방법.