KR100261352B1 - 청정사료첨가제조성물및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원적외선 방사율이 높은 재료인 점토광물에 생균제 및 유카 추출물로 되는 신규한 청정 사료 첨가제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 사료 첨가제 조성물은 황토, 생균제, 유카 추출물 단독 또는 2이상을 혼합한 조성물은 가축에 식이시킴으로써 가축분뇨중 암모니아 가스, 황화수소 가스, 질소 및 인의 함량을 감소하고, 도축중 불포화 지방산(TUFA) 및 단백질 함량을 증가하며, 가축의 사료 요구율과 산란율 및 증체율을 개선하는 효과가 있어 환경산업상 및 축산산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

청정 사료 첨가제 조성물 및 그 제조방법{Feed additive composition and preparation method thereof}
본 발명은 청정 사료 첨가제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 원적외선 방사율이 높은 재료인 점토 광물, 생균제 및 유카 추출물을 단독 또는 2가지 이상 혼합하여서 되는 신규한 청정 사료 첨가제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
지구상의 환경오염의 심각성은 그 정도가 날로 심각해지고 있어, 최근에는 세계적인 공통 관심사로 대두되고 있다. 이러한 환경오염은 대기오염, 토양오염 및 수질오염 등으로 대별할 수가 있는데 이를 원인별로 구분해보면 석유화학 제품의 연소시에 발생되는 매연을 비롯하여 음식물 쓰레기, 가축분뇨 및 기타 산업폐기물 등으로 크게 나눌 수가 있을 것이다. 그러나 그중에서도 가축분뇨는 환경오염의 주범으로 낙인 찍혀 축산인들에게 경제적 및 정신적인 고통을 안겨주고 있다. 그러므로 가축 분뇨중의 질소 및 인 함량 감소와 함께 악취제거에 대한 연구가 지난 수년동안 상당히 활발하게 진행되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 축산 분뇨에 의한 환경문제는 지금도 끊임없이 제기되고 있으나, 아직 원적외선 광물질을 이용한 방법은 한번도 시도된 바가 없다.
원적외선(Far-infrared ray)이란 가시광선 파장 영역보다 길고 마이크로파보다 짧은 0.76~1.000㎛의 파장 범위를 가지는 전자파이다. 원적외선의 특성중 가장 중요한 성질은 어떤 물질에 그 물질을 구성하는 분자나 원자와 같은 진동수의 원적외선을 방사하면 물질의 원자나 분자에 흡수되어 공명현상을 일으키게 된다는 것이다. 이 운동을 공진운동(resonance movement)이라 부르며 공진 운동이 생기면 분자 내에 에너지가 발생되고, 발생된 에너지는 분자를 활성화시킨다고 알려져 있다(고와 김. 1997). 그러므로 천연 광물 및 암석이나 배합 원료가 원적외선의 방사율과 방사에너지에서 차이를 보이는 것은 원료를 구성하는 물질의 성분이 다르기 때문이며 전자에너지 수준이 결정성분 및 결정구조에 따라 차이를 보이기 때문이다. 즉 분자 운동이 각 물질마다 다르기 때문에 다른 원적외 방사 특성을 나타낸다. 또한 물리적 성질에 따라 다른 방사특성을 보이는데 이는 원료의 표면형태(surface morphology)에 크게 좌우되며, 표면의 굴곡상태가 거칠수록 원적외선 방사율이 높아지고, 원료의 공극률(porosity)이 클수록 원적외선 방사율이 높아지게 된다(고와김. 1997). 원적외선 효과는 활성화 에너지로 볼 수 있다. 원적외선을 높이 방사하는 원료가 원적외선 원료로서 적합하며, 단일 광물이나 복합 광물로 구성된 암석 및 합성원료가 원적외선 원료가 될 수 있으나 원적외선 방사율이 높은 원료를 첨가한 배합원료가 최적의 원료가 될 수 있다. 이러한 원적외선 점토광물은 중금속이나 먼지와 같은 불순물을 흡착하는 능력이 있어 주로 정수용에 이용되어 왔다(고와 김, 1997). 국내에서 활용되고 있는 많은 원적외선 원료 중에서 제외되어 아직 관심밖에 있는 것이 원적외선 점토광물질이라 할 수 있는 황토(loess)가 있다. 자연상태의 황토는 주로 규소(si) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 층상구조를 하고 있는 각종 점토와 철(Fe) 및 기타 미량금속을 포함하는 불순물로 구성된 금속 산화물로써 북위 24~55도 사이에 위치한 우리나라 전역에 분포하고 있다. 이와같이 국내에 풍부하게 분포하고 있는 황토의 이용은 그 용도가 다양하여, 황토방, 황토 침대, 황토 찜질방등으로 상업화되어 이용되고 있는가 하면, 일부 지역에서는 황토를 이용한 수질개선 및 항생제 대체용으로 사용하고 있으나 그 효능 및 기전 작용에 대해서는 아직까지 과학적으로 입증된 바가 없다.
따라서, 본 발명은 원적외선 방사율이 높은 점토 광물인 황토에 생균제 및 유카 추출물을 단독 또는 혼합하여서 새로운 기능성을 가지는 청정 사료 첨가제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 사실에 의거하여 안출한 것으로 황토, 생균제 및 유카 추출물을 단독 또는 혼용하여 가축에 식이시킨후 가축분뇨에서 발생하는 암모니아 가스, 황화수소 가스, 분중 질소 및 인의 함량을 조사하고 가축의 증체율, 산란율과 도축의 지방산 함량 및 아미노산 조성에 미치는 영향을 조사함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 구성과 작용을 설명한다.
이하, 본 발명의 구성과 작용을 실시예를 들어 상세히 설명한다.
본 발명에 사용한 재료 황토는 황산벌(논산)에서 채취하였으며, 황토를 105℃ 온도의 건조기에서 2시간 동안 건조한 후 분쇄하여 내산성균(aciduric bacteria)인 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophillus)의 제제와 유카 시디게라(Yucca schidigera) 추출물 분말을 단독 또는 혼합하여 사용하였다.
실험예 1. 황토와 illite의 광물질 함량과 pH
본 발명의 황토와 시중에 유통중인 원적외선 점토광물인 illite중 광물질 함량은 원자 흡광 분석기(AA-Scan 1, Thermo Jarrell Ash社)를 이용하였으며, pH는 pH meter(Beckmon Φ72ⓡ)를 이용하여 조사하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
illite와 황토의 화학적 조성과 pH
As fed basis illite 황토
DM 99.43 88.52
Fe, ppm 1.36 2.05
Mn, ppm 0.02 0.04
Cu, ppm
Zn, ppm 0.26 1.85
Na, % 0.04 0.03
K, % 0.07 0.08
Mg, % 0.03 0.07
Ca, % 0.07 0.01
Si, % 25.96 27.40
Cation exchange capacity 36.41 7.51
pH 6.78 4.69
실험결과, illite와 황토는 공히 Si가 주성분으로 나타났으며, 양이온 치환량의 경우에는 illite가 황토보다 79.37%가 많았다. 반면에, pH는 illite는 중성인 반면에 황토의 경우에는 산성으로 나타났다.
실험예 2. 황토와 illite의 방사율 및 방사에너지 측정
본 발명의 황토시료를 한국 건자재 시험 연구소에 의뢰하여 FT-IR Spectrometer를 이용한 Black body 대비 측정한 결과를 이용하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.
illite와 황토의 방사율과 방사 에너지
원적외선 방사율(5~20㎛) 원적외선 방사 에너지(W/m2·㎛, 40℃)
illite 0.92 3.70*102
황토 0.92 3.70*102
실험결과, 황토의 방사율은 시중 유통되고 있는 원적외선 점토 광물질중의 하나인 illite의 92%와 동일할 뿐만 아니라, 또한 방사에너지의 경우에도 동일한 결과로 나타났다.
실시예 1. 돈분중 NH 3 및 H 2 S gas 측정
돈분 10kg 중 황토 1.0%, 생균제 0.1%, 유카 추출물 0.01% 단독 또는 이들의 혼합물을 사료에 첨가하여 충분히 교반한 뒤에 10일 간격으로 3회에 걸쳐서 암모니아 및 황화수소를 가스텍ⓡ(株 がスチシク)을 사용하여 측정하였다.
실험결과는 하기 표 3과 같다.
돈분내 NH3와 H2S의 수준에 대한 원적외선 점토광물, 유카추출물 그리고 생균제 혼합물의 효과
혼합물 NH3,ppm H2S,ppm
대조구 3.0 4.0
illite 2.8 3.8
황토 2.7 3.8
illite+유카추출물 2.5 3.8
황토+유카추출물 2.0 3.5
illite+유카추출물+Probiotics 2.2 3.3
황토+유카추출물+Probiotics 1.8 3.0
주:1Probiotics:Lactobacillus acidophillus
실험결과, 대조구와 비교하여 황토(loess) 첨가구는 NH3gas는 23.33% 감소한 반면에 H2S gas는 25% 감소하였다(P〈0.05). 또한 점토 광물질인 illite와 황토에 유카추출물을 첨가한 구가 무첨가 황토구에 비해 각각 7.41% 및 25.93%의 NH3gas를 감소시킨 반면 H2S gas는 황토에, 유카추출물 첨가구에서만 7.89% 감소시켰다(P〈0.05). 또한 illite에 유카분말과 생균제(Lactobacillus acidophillus) 첨가구는 황토에 비해 NH3gas를 18.52% 및 33.33%를 감소(P〈0.05)시킨 반면 H2S의 경우에는 13.16% 및 21.05%를 감소시켰다(P〈0.05). 이러한 결과는 원적외선 점토 광물질인 illite와 황토가 악토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophillus)의 증식을 촉진한 결과 상승효과에 기인된 것이라고 사료된다.
실시예 2. 어분을 이용한 NH 3 흡착력 측정
어분 30g에 증류수 100ml를 가하여 6일 동안 배양시킨 뒤 발생하는 암모니아 가스 농도를 측정하기 위해 황토 1.0% 및 유카추출물 0.01% 혼합물을 첨가하여 암모니아 가스 흡착력을 가스텍ⓡ(株 がスチシク)과 암모니아 검지관을 이용하여 측정하였다.
어분을 이용한 NH3gas 흡착력 실험 결과는 하기 표 4와 같다.
증류수로 배양된 어분내에서 NH3gas의 흡착력에 대한 원적외선 점토 광물질, 유카추출물 그리고 생균제 혼합물의 첨가 효과
혼합물 NH3, ppm
대조구 10
illite 2.5
황토 2.5
illite+유카추출물 2.0
황토+유카추출물 2.0
illite+유카추출물+Probiotics 2.0
황토+유카추출물+Probiotics 2.0
실험결과, 무첨가구인 대조구와 비교하여 원적외선 점토 광물질인 illite와 황토 첨가구에서는 모두 75% 감소 시킨 반면 유카추출물과 생균제의 추가 첨가구에서는 모두 80% 감소 효과가 나타났다(P〈0.05). 이상과 같이 원적외선 점토광물질은 대조구에 비해 NH3gas 흡착력이 우수하게 나타났으며, 더욱이 유카추출물을 혼합하면 NH3 gas 흡착능력이 더욱더 개선되는 것으로 나타났다. 그러나, 본 실시예에서는 생균제를 추가로 혼합한 상승효과는 나타나지 않았다.
실시예 3. 계사내 NH 3 , H 2 S gas 농도와 계분중 질소(N) 및 인(P) 측정
육계사료에 유카추출물 0.01%와 황토 1.01% 첨가한 실험구 1과 황토 1.0%, 생균제 0.1% 및 유카추출물 0.01% 첨가한 실험구 2 및 무첨가대조구로 구분하여 시험구에 각각 병아리 9000수를 입추하여 1주일 간격으로 계사내 NH3및 H2S gas 농도를 가스텍ⓡ(株 がスチシク)를 이용하여 측정하였으며, 계분중의 N과 P함량을 AOAC(1990)에 의해 조사하였다. 계사내 NH3및 H2S gas 농도 변화를 조사한 결과는 하기 표 5와 같다.
계사내 NH3및 H2S gas 수준에 대한 원적외선 점토 광물질, 유카추출물 그리고 생균제 혼합물의 첨가효과
혼합물 NH3, ppm H2S, ppm
대조구 40 0
황토+유카추출물 28 0
황토+유카추출물+Probiotics 23 0
실혐결과, 계사내 NH3gas농도는 대조구와 비교하여 황토와 유카추출물 혼합물 첨가구는 30.0% 감소시킨 반면에 황토, 유카추출물 및 생균제 혼합물 첨가구는 42.5%의 개선 효과를 나타냈다. 그러나 본 실시예에서는 H2S는 모든 실험구에서 검출되지 않았다. 또한, 계분중 질소(N) 및 인(P)함량을 조사한 결과는 하기 표 6과 같다.
원적외선 점토 광물질, 유카추출물 그리고 생균제 혼합물을 포함하는 첨가제를 식이로 한 닭으로부터 비료내 질소와 인의 함량
(% of DM)
혼합물 질소 인
대조구 5.0 1.8
황토+Probiotics 4.6 1.5
황토+유카추출물+Probiotics 4.3 1.2
질소의 경우 대조구와 비교하여 황토와 유카추출물 혼합물 첨가구는 8.0%, 황토, 유카추출물 및 생균제 첨가구는 14.0%를 감소시켰던 반면 인의 경우에는 각각 16.7%와 33.3%의 감소 효과를 나타냈다.
실시예 4. 돈육중 지방산 및 pH 측정
본 발명의 사료 첨가제 종류별 식이를 수행한 후 돈육중 지방산은 가스크로마토그래피를 이용하여 측정하였으며, pH는 도축후 12시간에 pH meter(Beckmon Φ72ⓡ)를 이용하여 측정하였다. 실험결과는 하기 표 7과 같다.
원적외선 점토 광물질, 유카추출물 그리고 생균제 첨가 사료 첨가제 조성물을 포함하는 식이를 한 돼지의 돈육중 지방산의 조성
지방산 대조구 Loess+Yucca Loess+Yucca+Probiotics
Lauric, C12:0 0.11 0.09 0.08
Myristic, C14:0 1.78 1.50 1.50
Myristoleic, C14:1 0.56 0.12 -
Palmitic, C16:0 26.57 20.75 21.54
Palmitoleic, C16:1 3.07 3.23 2.30
Steric, C18:0 6.52 8.06 9.74
Oleic, C18:1 43.26 42.11 43.23
Linoleic, C18:2 12.00 14.54 15.33
Linolenic, C18:3 0.64 0.55 1.15
Arachidonic, C20:4 0.55 1.58 1.06
E.P.A, C20:5 0.08 0.17 0.06
D.H.A, C22:6 0.10 0.08 -
Others 4.76 7.22 4.01
TSF A 34.98 30.40 32.85
TUF A 60.26 62.26 63.13
주: TSF: Total Saturated Fatic acid,TUF: Total Unsaturated Fatic acid.% of total lipids
실험결과, 대조구와 비교하여 유카추출물과 생균제 첨가구와 생균제, 유카추출물 및 생균제 첨가구에서 공히 불포화 지방산(TUFA)이 각각 3.21%와 4.55%씩 증가하였다.
실시예 5. 돈육중 아미노산 분석
본 발명의 사료 첨가제를 식이한 후 돈육중 아미노산은 HPLC를 이용하여 AOAC(1990)에 의거 등심을 조사하였다. 실험결과는 하기 표 8과 같다.
원적외선 점토 광물질, 유카추출물 그리고 생균제 혼합물을 포함하는 사료 첨가제 조성물의 식이후 돈육중 아미노산 조성
아미노산 대조구 황토+유카추출물 황토+유카추출물+Probiotics
Aspartic acid 1.66 2.16 2.12
Threonine 0.81 1.06 1.05
Serine 0.69 0.89 0.88
Glutamic acid 2.63 3.50 3.51
Proline 0.64 0.86 0.77
Glycine 0.82 1.08 0.95
Alanine 0.98 1.32 1.24
Valine 0.83 1.18 1.13
Isoleucine 0.84 1.12 1.08
Leucine 1.40 1.88 1.82
Tyrosine 0.59 0.78 0.77
Phenylalanine 0.67 0.89 0.87
Histidine 0.87 1.05 0.92
Lysine 3.82 2.24 2.32
Arginine 1.11 1.40 1.44
Crude Protein 21.18 22.46 22.01
실험결과, 대조구와 비교하여 황토와 유카추출물 혼합물 첨가구와 황토, 유카추출물 및 생균제 첨가구에서 Aspartic acid, Glutamic acid, Valine 및 Leucine등이 유의적으로 증가한 반면 Lysine 함량은 2첨가구 공히 41.36%와 39.27%의 큰 폭으로 감소하였다. 한편, 단백질 함량의 경우에도 대조구 대비 황토와 유카추출물 혼합제 첨가구는 5.70%, 황토, 유카추출물 및 생균제 혼합제제 첨가구에서는 3.77% 증가하였다.
실시예 6. 육계 성적에 미치는 영향 조사
본 발명의 사료 첨가제를 식이하여 사육한 육계의 출하시 체중, 사료 섭취량 및 사료 요구율(FCR)을 구한 결과는 하기 표 9와 같다.
황토, 유카추출물 및 생균제 첨가구가 육계 성적에 미치는 영향
항목 대조구 황토+유카추출물 황토+유카추출물+Probiotics
Market Wt., Kg 1.78 1.8 1.83
Feed consumption, Kg 3.52 3.49 3.51
Feed conversion rate 1.98 1.94 1.92
실험결과, 황토와 유카추출물 혼합제제 첨가구는 대조구와 비교하여 2.0%의 사료 요구율을 증가시킨 반면 황토, 유카추출물 및 생균제 혼합제제 첨가구의 경우에는 3.0%의 사료 요구율을 개선하였다.
실시예 7. 산란 성적에 미치는 영향 조사
본 발명의 사료 첨가제를 식이하여 사육한 산란 48주경의 닭의 Hen-day 산란율, 평균난중 및 평균 일난량을 구한 결과는 하기 표 10과 같다.
황토, 유카분말 및 생균제 혼합제제 첨가구가 산란 성적에 미치는 영향
항목 대조구 황토+유카추출물 황토+유카추출물+Probiotics
Hen-Day egg production, % 83.6 84.2 84.5
Average egg weight, g 61.0 60.9 61.1
Average egg mass/Hen/Day, g 51.0 51.3 51.6
실험결과, 대조구와 비교하여 각각 0.71%와 1.07%의 산란 성적 개선효과를 나타냈다. 반면에 일산란량에 있어서는 대조구에 비해 각각 0.58%와 1.16%의 개선효과가 나타났다.
실시예 8. 돼지의 비육 성적에 미치는 영향
본 발명의 사료 첨가제를 식이하여 사육한 돼지의 개시체중과 종료시 체중을 측정하였으며 평균 일당 증체량, 기간 총 사료섭취량 및 사료 요구율을 구하였다. 그 결과는 하기 표 11과 같다.
황토, 유카추출물 및 생균제 혼합제제 첨가구가 돼지 비육 성적에 미치는 영향
항목 대조구 황토+유카추출물 황토+유카추출물+Probiotics
No. of pigs 20 20 20
Initial body wt., kg 29.8 30.1 29.9
Final body wt., kg 108.3 109.8 111.5
Average daily gain, g/day 777 789 808
Feed consumption, kg/pig 224 223 224
Feed conversion rate 2.85 2.80 2.75
실험결과, 황토와 유카추출물 혼합제제 그리고 황토, 유카 추출물 및 생균제 혼합제제 첨가구는 대조구와 비교하여 일당 증체량은 각각 1.52% 및 3.84% 개선 효과가 나타났으며, 사료 요구율의 경우에는 1.75% 및 3.51%의 개선 효과가 나타났다.
이상 설명한 실시예와 실험예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 황토, 생균제, 유카 추출물을 단독 또는 혼합하여 가축에 식이시킴으로써 가축분뇨중 암모니아 가스, 황화수소 가스, 질소 및 인의 함량이 감소하였고, 도축중 불포화 지방산(TUFA) 및 단백질 함량이 증가하며, 가축의 사료 요구율과 산란 성적 및 일산란량을 개선하였고 일당 증체량을 개선하는 효과가 있어 환경산업상 및 축산산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 황토, 내산성균인 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophillus) 및 유카(Yucca schidigera)추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 청정 사료첨가제 조성물.
  2. 황토를 105℃에서 2시간 건조시켜 분쇄한 후, 내산성균인 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophillus)와 유카(Yucca schidigera)추출물을 혼합하여 제조되어짐을 특징으로 하는 청정 사료첨가제 조성물의 제조방법.
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