KR100869900B1

KR100869900B1 - 이중 코팅된 비타민 씨 및 이를 함유하는 사료 첨가제

Info

Publication number: KR100869900B1
Application number: KR1020060102766A
Authority: KR
Inventors: 이왕식; 김현섭; 장선식; 권응기; 이현준; 기광석; 김현수; 봉상훈; 정민교; 홍전수
Original assignee: 대한민국(관리부서:농촌진흥청); 주식회사 누보비앤티
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-11-24
Also published as: KR20080036311A

Abstract

본 발명은 반추동물의 반추위내에서 쉽게 분해되는 비타민 C의 공급방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반추위에서 미생물, pH 및 수분에 의해 분해되지 않고 안정하게 하부 소화기관으로 이동해서 흡수될 수 있도록 2단계 코팅과정을 거쳐 제조한 이중 코팅된 비타민 C 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 이중 코팅된 비타민 C를 함유하는 사료 첨가제에 관한 것이다.

반추위 보호기술, 비타민 C, 영양소, 생산성, 기능성 축산물 생산, 소고기

Description

이중 코팅된 비타민 씨 및 이를 함유하는 사료 첨가제{Doble-coated vitamin C and the animal nutrient containing the same}

도 1은 본 발명에 의한 이중 코팅된 비타민 C의 급여 시 육량등급의 변화를 보여주는 그래프이다.

도 2는 본 발명에 의한 이중 코팅된 비타민 C의 급여 시 육질등급의 변화를 보여주는 도표이다.

비육우에 대한 비타민 C 요구량은 아직 밝혀져 있지 않으며, 일부 가축에 대한 연구에서 필수성분으로 알려져 있지만 반추동물의 반추위내에서 대부분의 비타민 C가 분해되기 때문에 반추위를 통과하여 소장에서 흡수되어 이용될 수 있도록 반추위 보호기술 개발이 필요하다. 비타민 C의 결핍시 대표 증상으로 질병에 대한 저항력 감소와 외부 환경으로부터의 스트레스에 민감하게 반응한다. 비타민 C의 보충이 근내 지방세포 분화 촉진, 항산화 작용으로 면역력 강화, 고온 및 분만 스트레스 극복에 영향을 주지만 사료로 보충된 비타민 C가 반추위내에서 많은 부분이 분해된다고 보고되었다. 또한 비육우의 육색은 미오글로빈의 존재 형태에 따라 결정되며, 이 3가지 형태의 미오글로빈은 대사작용, pH, 공기와의 접촉시간 등에 의해 함량이 결정된다. 특히 공기 중의 산화작용에 의해 육색 저하 현상이 촉진되나 도축전에 비육우의 영양상태에 따라 스트레스를 감소하고 항산화작용을 하는 생리활성물질인 비타민 C를 공급함으로써 이러한 현상을 줄일 수 있다.

비타민 C는 가축용 동물에게는 필수적인 영양성분이나 반추동물에게는 반추위에서 분해되어 그 효능을 볼 수 없는 이유로 오래전부터 비타민 C가 반추위에서 분해되지 않도록 극복하는 기술이 고안되어 왔다.

예를 들면, PCT국제특허공보 제WO 02/056704호에는 비육우의 마블링 효과를 높이기 위해 비타민 C를 공급하는 것을 명시하고 있다. 특히 반추위에서 안정할 수 있도록 경화대두유를 사용해서 코팅한 비타민 C를 급여할 경우 비타민 C 비급여 대조군에 비해서 육색과 육질 면에서 우수한 효과를 보임을 명시하고 있으나 사용한 코팅 지질인 경화대두유의 사용량이 적어서 반추위 바이패스율이 떨어지고 상용화했을 경우 유통과정에서 코팅물질의 안정성이 떨어지는 단점이 있다.

또한 미국특허공보 제4,808,412호에는 반추위 보호를 위해 고분자 물질을 이용해서 생리활성물질을 보호하는 기술이 명시되어 있으나 사용한 고분자 물질의 종 류가 너무 다양해서 실제 상용화시에 단가가 높아지는 단점이 있다.

또한 대한민국등록특허공보 제10-0491164호에는 비육우의 육색저하 방지 목적으로 비타민 C와 B군을 광물질과 혼합해서 급여하는 방법에 대해서 명시하고 있으나 반추위에서 분해되지 않고 안정하게 통과할 수 있도록 하기위한 반추위 보호기술이 부족한 점이 단점이다.

상기 특허 이외에 생리활성물질을 반추위에서 분해되지 않도록 하기 위한 특허들이 있으나 거의 대부분이 실제 상용화하기엔 거리가 멀거나 효능이 떨어지는 단점이 있다.

반면에 실제 상용화된 제품으로는 로슈사의 반추동물용 비타민 C가 있다. 이 제품은 비타민 C에 인산염을 붙이고 다시 셀룰로오스로 코팅한 제품이지만 비타민 C 자체가 아니라 유도체이어서 흡수율이 떨어지고 반추위 바이패스율도 떨어져서 실제 급여시 우수한 효과를 얻기 위해서는 과량 사용해야 하는 단점이 있으며, 가격이 고가인 점도 농가에겐 부담으로 작용해서 널리 사용하지 못하는 문제점이 있다. 또한 반추위에서 보호되지 않는 형태로 비타민 C를 급여하는 것은 효과가 적고, 낭비가 되는 현상이 발생하게 된다.

따라서, 반추위 보호 비타민 C를 개발하여 가축사양에 이용함으로서 반추동물의 영양소 이용효율을 높여 생산성을 증가시키고, 축산물내 이행을 증가시켜 기능성 축산물을 생산할 수 있는 사료 첨가제 개발의 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 발명자들은 반추동물의 영양소 이용성을 높이고 기능성 축산물을 생 산하기 위하여 비타민 C를 반추위내에서 보호할 수 있도록 연구한 결과, 이중 코팅처리한 비타민 C가 반추위내에서 분해되지 않고 하부 소화기관으로 이동해서 흡수될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 반추위에서 미생물, pH 및 수분에 의해 분해되지 않고 안정하게 하부 소화기관으로 이동해서 흡수될 수 있도록 2단계 코팅과정을 거쳐 제조한 이중 코팅된 비타민 C 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 상기 이중 코팅된 비타민 C를 함유하는 사료 첨가제를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 반추위에서 미생물, pH 및 수분에 의해 분해되지 않고 안정하게 하부 소화기관으로 이동해서 흡수될 수 있도록 제조한 이중 코팅된 비타민 C 및 하기 단계들을 포함하는 상기 이중 코팅된 비타민 C의 제조방법을 제공한다:

1) 비타민 C, 결합제 및 유지 또는 녹는점이 40℃ 이상인 지방산을 혼합기에서 혼합 교반한 후 압출기를 거쳐 1차 캡슐화된 비타민 C를 제조하는 단계; 및

2) 상기 1) 단계에서 1차 캡슐화된 비타민 C와 극도 경화유 또는 녹는점이 40℃ 이상인 지방산을 혼합하여 2차 캡슐화 기기를 사용하여 최종 2차 캡슐화하여 이중 코팅된 비타민 C를 제조하는 단계.

이하 상기 이중 코팅된 비타민 C의 제조과정을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 이중 코팅된 비타민 C를 제조하기 위하여 비타민 C, 결합제 및 또는 녹는점이 40℃ 이상인 지방산을 혼합기에서 혼합 교반한 후 압출기를 거쳐 1차 캡슐화된 비타민 C를 제조한다.

상기에서 사용하는 비타민 C로는 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 들 수 있다.

상기에서 사용하는 결합제로는 비스왁스, PEG, 계면활성제, 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트 및 마그네슘스테아레이트 등의 2가 비누; 나트륨 비누 및 칼륨 비누 등의 1가 비누; PG(Propylene Glycol), 액상과당, 셀룰로오스 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 유지는 경화유, 극도 경화유, 또는 팔미틱산 및 스테아린산 등의 녹는점이 40℃ 이상인 지방산을 사용할 수 있다.

상기에서, 비타민 C와 결합제의 혼합비율이 비타민 C 1단위(100mg)당 결합제가 0.1~2단위로 혼합되는 것이 바람직하다. 0.1 단위(10mg) 이하에서는 결합력이 떨어져 압출기로 성형이 어려우며 2 단위(200mg) 이상에서는 최종 비타민 C의 함량이 떨어지는 단점이 있다.

또한 1차 캡슐화된 비타민 C 제조시 사용하는 혼합기로는 리본믹서, 일반 교반기, 호모믹서 및 V형 혼합기 등을 사용할 수 있고, 압출기로는 익스트루더 및 플로더 등을 사용할 수 있으며, 사출 성형되는 다공판의 크기가 0.5㎜~2.5㎜로 과립 또는 침상의 코팅된 비타민 C를 제조하고, 이때 익스트루더의 압출관 온도는 10~60℃로 하는 것이 바람직하다.

두 번째는 상기에서 제조한 1차 캡슐화된 비타민 C와 극도 경화유 또는 녹는점이 40℃ 이상인 지방산을 하나 또는 둘 이상 조합하여 2차 캡슐화 기기를 사용하여 최종 2차 캡슐화함으로써 이중 코팅된 비타민 C를 제조한다.

상기에서 사용하는 극도 경화유로는 경화식물유, 경화옥수수유, 경화면실유, 경화땅콩유, 경화팜커넬유, 경화팜유, 경화팜스테아린유, 경화해바라기유 및 경화채종유로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 극도 경화유 또는 녹는점이 40℃ 이상인 지방산의 함량은 전체 코팅된 비타민 C 총 중량에 대하여 5~80 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 2차 캡슐화 기기로는 하이스피드믹서, 리본믹서, 레디게믹서 및 유동층 공정기 등을 사용할 수 있다.

상기 과정을 거침으로써 본 발명에서는 비타민 C 자체로 제공되며 반추위 바이패스율이 우수하고 단가도 저렴한 비타민 C를 제공할 수 있었다.

또한 본 발명에 의한 반추위 보호 비타민 C는 형태가 고르고 균일한 모습을 나타내는 장점이 있으며, 비타민 C를 함유한 1차 코팅제품에 추가로 2차 코팅과정을 거치므로 비타민 C가 표면에 분포할 가능성이 없어서 투입된 비타민 C의 대부분이 안정성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명을 실시 예를 통하여 자세히 설명하겠지만 이에 한정되는 것은 아니며 반추동물에 급여하기 위하여 반추위 보호기술이 필요한 다양한 성분의 보호를 위하여서도 사용이 가능하다.

[실시예 1]

비타민 C 650g과 실리카 250g, 액상과당 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 2]

비타민 C 650g과 실리카 350g, 액상과당 100g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 3]

비타민 C 650g과 실리카 150g, 액상과당 300g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 4]

비타민 C 650g과 실리카 350g, 액상과당 300g, 경화유 500g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 5]

비타민 C 650g과 실리카 150g, 액상과당 100g, 경화유 900g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 6]

비타민 C 650g, 칼슘스테아레이트 250g, 액상과당 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 7]

비타민 C 650g과 나트륨비누 250g, 액상과당 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 8]

비타민 C 650g과 실리카 250g, 정제수 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 9]

비타민 C 650g과 실리카 250g, PG 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 10]

비타민 C 650g과 실리카 250g, 트윈80 200g, 경화유 700g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[실시예 11]

비타민 C 650g과 나트륨비누 300g, 제올라이트 250g, 액상과당 100g, 경화유 500g을 잘 섞은 후 1.0㎜ 다공판을 통해 사출하여 1차 캡슐물질을 제조하였다. 제조된 1차 캡슐물질 1.8kg을 하이스피드 믹서에 넣고 액상의 경화팜스테아린유 1.2kg을 첨가하여 이중 코팅하였다.

[시험예 1] 시험관내에서의 안정성 측정

상기 실시예 1 내지 11에서 제조한 반추위 보호 비타민 C의 수분에 대한 안정성을 측정하기 위하여 시험관시험과 생체내 실험을 수행하였다.

먼저, 시험관내에서 안정성을 측정하기 위하여 실시예 1 내지 11에서 제조한 반추위 보호 비타민 C를 각각 시험관에 넣고 증류수를 첨가하여 5% 수용액으로 제조한 다음 제조한 수용액을 JEIO TECH MC-11 멀티스터러 수욕조를 사용하여 40℃±0.1℃에서 2시간동안 교반하였다. Whatman paper NO. 3을 사용하여 필터링하여 고형분만을 취한 후 45℃± 0.1℃에서 12시간 이상 건조하여 잔여 수분을 완전히 제거하였다. 건조된 시료를 SANPLA DRY KEEPER에서 상온으로 냉각한 다음 이중 500㎎을 용매로 사용되는 메타인산용액에 완전히 녹인 후 녹말 지시약을 적당량 첨가한 다음 0.1N 요오드 용액을 적정시약으로 하여 비타민 C의 함량을 측정하였다. 모든 분석실험에서 3회 반복 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

반추위 보호처리 방법별 시험관내(in vitro) 손실율

실시예	시험관내(in vitro) 손실률(%)
실시예 1	7.5%
실시예 2	10.7%
실시예 3	12.1%
실시예 4	14.3%
실시예 5	11.8%
실시예 6	20.6%
실시예 7	19.4%
실시예 8	24.8%
실시예 9	27.2%
실시예 10	28.5%
실시예 11	21.7%

반추위 보호처리방법별 반추위내 손실율은 7.5%에서 28.5%로 반추위내에서 많은 부분이 분해되지 않고, 하부 소화기관으로 이행될 수 있음이 확인되었다.

[시험예 2] 생체 내에서의 안정성 측정

또한 상기 시험예 1의 시험관 시험에서 안정성이 우수하고 제품의 크기가 적당하며 비타민 C의 함량이 높은 제품을 선정하여 생체 내에서 안정성 시험을 실시하였다. 젖소에서의 실험을 위하여 대조구1(무급여구), 대조구 2(시판R사), 시험구(실시예 1)로 나누어 각 처리별로 5두씩 총 15두를 사용하였다. 대조구 2 및 시험구에 각각 시판 R사의 제품과 본 발명에 의한 실시예 1의 반추위 보호 비타민 C를 두당 매일 20g씩 급여사료에 추가하여 섭취시켰으며, 모든 공시축에서 혈액을 채취하여 혈액내 비타민 C함량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

개발된 반추위 보호처리 비타민 C의 혈액내 이행

구 분	시험축	㎍/㎖
대조구 1	A1	12.10
	A2	21.20
	A3	21.95
	A4	15.05
	평균	17.58
대조구 2(시판R사)	D1	15.70
	D2	19.35
	D3	22.65
	D4	13.75
	평균	17.86
시험구(실시예1)	B1	35.95
	B2	14.05
	B3	22.90
	B4	28.60
	평균	25.38
시험구/대조구 1		144.38%
시험구/대조구 2		142.06%
대조구 2/대조구 1		101.64%

대조구 1(무급여구)과 2(시판 R사 제품 급여)에 비하여 본 발명에 의한 실시예 1의 반추위 보호 비타민 C의 급여시 혈액내 이행이 42.06-44.38%가 증가하였으며, 이로 인해 본 발명에 의한 반추위 보호 비타민 C가 반추위에서 분해되지 않고 다량이 흡수되어 반추동물이 효율적으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

[시험예 3] 한우의 육량 및 육질 변화 확인

본 발명에 의한 비타민 C의 급여 후 한우의 육량 및 육질에 어떠한 변화가 있는지를 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다. 한우 시험을 위하여 13개월 령의 한우를 무급여구인 대조구 10두 및 본 발명에 의한 실시예 1의 반추위 보호 비타민 C 급여구인 시험구로 하여 총 20두를 공시하여 비육시험을 수행하였다. 시험구는 반추위 보호 비타민 C를 체중 ㎏당 40㎎을 매일 농후사료와 함께 급여하였다. 그 결과를 표 3-4 및 도 1-2에 도시하였다.

반추위 보호 비타민C 급여 후 한우 도체의 육량 특성 변화

육량특성	대조구	시험구
-생체중(㎏) -도체중(㎏) -도체율(%) -등심단면적(㎠) -육량지수 -육량등급(A:B:C)	696.7 409.9 58.8 64.6 64.6 3:5:2	727.3 433.9 59.7 65.8 65.8 6:2:2

반추위 보호 비타민 C 급여 후 한우 도체의 육질 특성 변화

육질특성	대조구	시험구
-근내지방 -육색 -지방색 -조직감 -성숙도 -육질등급(1⁺⁺:1⁺:1:2:3)	3.9 4.9 3.0 1.7 2.2 1:2:0:7:0	727.3 433.9 59.7 65.8 65.8 4:2:4:0:0

상기에서 살펴본 바와 같이, 한우 비육우를 이용하여 반추위내 보호 비타민 C의 급여 효과를 검정하는 시험을 통하여, 본 발명에 의한 실시예 1의 보호 비타민 C를 급여한 한우에서 육생산 및 육질등급이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 의한 반추위 보호 비타민 C를 이용하여 고품질의 소고기 생산이 가능함이 확인되었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 반추위에서 미생물, pH 및 수분에 의해 분해되지 않고 안정하게 하부 소화기관으로 이동해서 흡수될 수 있도록 2단계 코팅과정을 거쳐 제조한 이중 코팅된 비타민 C를 함유하는 사료 첨가제를 제조함으로써 반추동물의 영양소 이용성을 높이고 기능성 축산물을 생산하기 위하여 비타민 C를 반추위내에서 보호할 수 있도록 처리하여 반추동물이 체중, 생산성 및 이용 목적에 따라 첨가량을 조절할 수 있었다.

Claims

1) 비타민 C;

비스왁스, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 계면활성제, 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트 및 마그네슘스테아레이트로 이루어진 2가 비누; 나트륨 비누 및 칼륨 비누로 이루어진 1가 비누; 프로필렌글리콜(PG), 액상과당, 셀룰로오스 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 둘 이상의 결합제; 및

경화유, 경화식물유, 경화옥수수유, 경화면실유, 경화땅콩유, 경화팜커넬유, 경화팜유, 경화팜스테아린유, 경화해바라기유, 경화채종유, 팔미틱산 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 유지 또는 지방산;

을 혼합기에서 혼합 교반한 후 압출기를 거쳐 1차 캡슐화된 비타민 C를 제조하는 단계; 및

2) 상기 1) 단계에서 1차 캡슐화된 비타민 C;와 경화식물유, 경화옥수수유, 경화면실유, 경화땅콩유, 경화팜커넬유, 경화팜유, 경화팜스테아린유, 경화해바라기유, 경화채종유, 팔미틱산 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 유지 또는 지방산;을 2차 캡슐화 기기를 사용하여 최종 2차 캡슐화하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중코팅 된 비타민 C의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 1) 단계에서 사용하는 비타민 C는 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 이중코팅 된 비타민 C의 제조방법.

삭제

제 1항에 있어서, 상기 1) 단계에서 사용되는 비타민 C와 결합제의 혼합 비율이 비타민 C 100mg당 결합제가 10~200mg임을 특징으로 하는 이중코팅 된 비타민 C의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 1) 단계에서 사용하는 압출기의 압출관 온도가 10~60℃임을 특징으로 하는 이중코팅 된 비타민 C의 제조방법.

삭제

제 1항에 있어서, 상기 2) 단계에서 사용하는 유지 또는 지방산의 함량이 코팅된 비타민 C 전체 중량에 대하여 5~80 중량%임을 특징으로 하는 이중코팅 된 비타민 C의 제조방법.

제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 7항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 이중코팅된 비타민 C 캡슐.

제 8항에 의한 비타민 C 캡슐을 함유하는 사료 첨가제.