KR20010084849A

KR20010084849A - Ｌ-카르니틴을 이용한 기능성 우유 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20010084849A
Application number: KR1020000010186A
Authority: KR
Inventors: 김용구; 김명중; 장동훈
Original assignee: 손 경 식; 제일제당주식회사; 최희섭; 주식회사 연세유업
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-06

Abstract

본 발명은 우유내 L-카르니틴이 함량을 증가시키기 위한 젖소용 사료에 관한 것으로, 반추위 보호 L-카르니틴을 함유한 본 발명 사료를 젖소에 급여함으로써 그 생산물인 우유내로 효율적으로 이행하게 하여 우유의 L-카르니틴 함량을 일반 우유에 비해 65-85% 증가시킬 수 있었다. 따라서 본 발명에 의해 영양적, 기능적 중요성이 높은 L-카르니틴을 함유한 우유의 생산이 가능하여 본 발명은 농축산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

Ｌ-카르니틴을 이용한 기능성 우유 및 그 제조 방법{Feedstuff for enriching L-carnitine in expressed milk of dairy cow}

본 발명은 L-카르니틴 함유 기능성 우유 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 L-카르니틴이 함유된 사료를 젖소에 급여함으로써 그 생산물인 우유내로 효율적으로 이행하게 하여 우유의 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위한 젖소용 사료의 제조 방법에 관한 것이다.

우유는 인류가 섭취하는 영양소중 가장 완전한 영양식품으로 알려져 있다. 하지만, 최근에는 이러한 우유의 소비촉진을 위하여 우유에 특수한 성분을 강화하여 부가가치를 높히려는 시도들이 진행중이며, 그러한 결과로 DHA 강화 우유, CLA 강화 우유가 제조되었다. 상기 DHA, CLA 성분은 이들 지방산을 함유한 사료지방의급여에 의해 우유내 성분으로 강화는 되지만 이들 지방산의 급여는 젖소의 반추위에 존재하는 미생물에 나쁜 영향을 주어 젖소의 생산성을 저하시키는 문제점이 되고 있어 농가의 전체 생산성에 나쁜 영향을 주는 한계점이 있다.

L-카르니틴의 영양적, 기능적 중요성은 최근에 이르러 광범위하게 밝혀지고 있으며, 특히 L-카르니틴은 유럽 및 북미지역에서 가장 보편화되어 있는 특수목적용 기능성 건강보조제 중의 하나로 자리잡고 있다. 현재까지 밝혀진 L-카르니틴의 생리적 주요 기능으로는 체내에서 에너지 발생을 위한 세포 미토콘드리아에서의 장쇄 지방산 산화 촉진, 심장근육이나 정자내 주요 에너지 공급원인 활성 아세트산의 저장수단, 세포내 자유 래디칼 및 철이온의 착화에 의한 항산화제로 작용하여 세포의 노화방지, 체내 아세틸화 과정을 통해 아세틸-L-카르니틴으로 전환되어 뇌세포 등에서 중요한 신경전달물질로 작용한다는 것 등이 있다.

상기와 같은 영양적, 기능성 중요성을 가지는 L-카르니틴이 강화된 계란을 생산하기 위한 시도들이 현재 진행중에 있다. 그러나, 젖소를 통한 L-카르니틴 강화 우유 생산에 관한 연구결과는 보고된 바 없는데, 이는 왜냐하면 젖소의 소화생리는 닭이나 돼지와는 달리 젖소의 반추위에 존재하는 미생물에 의한 소화에 많이 의존하므로 일반 L-카르니틴 급여로 우유내의 L-카르니틴 함량을 증가시키는 것이 어렵기 때문이다. 지금까지 젖소의 미생물에 의해 영향을 받지 않는 반추위 보호 L-카르니틴(bypass L-carnitine)의 생산이 어려웠기 때문에 L-카르니틴의 영양적, 기능적 목적을 중심으로 한 기능성 우유의 개발이 이루어지지 못하고 있었다. 즉, 우유내 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위한 순수한 활성형태의 L-카르니틴 확보 및반추위 미생물에 의한 분해작용 방지를 위한 반추위 보호 L-카르니틴(bypass L-carnitine)의 개발, 상기 성분의 급여를 통한 우유내로의 효율적 이행 증진방법 및 상기 방법을 위한 사료내 적정 첨가수준 설정 및 배합설계가 어려웠다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 활성형 L-카르니틴을 젖소 반추위내 보호형태(lumen-bypass L-carnitine)로 적정 수준 공급하고 사료성분의 조정을 행한 결과 젖소 체내에서의 이용효율을 증가시킬 수 있어 본 발명을 완성하게 되었다.

L-카르니틴은 체내에서 에너지 공급을 위한 장쇄 지방산의 산화에 있어서 필수적인 영양소이나, 식물성 사료원료내에서는 거의 존재하지 않기 때문에 동물의 체내에서 요구되는 양은 자체적으로 합성되어 공급되어져야 한다. 또한 체내에서 L-카르니틴 생합성은 필수 아미노산인 라이신으로부터 비롯되며, 여러 요인에 의해 제한을 받게 되어 우유내로의 이행도 제한적인 수준에 그치고 만다. 따라서 본 발명자들은 활성형 L-카르니틴의 반추위내 보호형태(bypass L-carnitine)를 적정 수준으로 첨가하고 사료 성분을 조정함으로써 동물 체내에서의 L-카르니틴 이용효율을 증가시킴으로써 결과적으로 우유내로의 이행효율을 증가시킬 수가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 일반적인 방법에 의해 생산된 우유보다 높은 수준의 L-카르니틴을 함유한 우유를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일반 우유에 비해 높은 수준의 L-카르니틴을 함유한기능성 우유를 생산하기 위한 젖소용 사료를 제공하는 것이다.

이하 본 발명의 구성 및 효과를 상세히 설명한다.

도 1은 기본사료에 반추위 보호 L-카르니틴(lumen-bypass L-carnitine)의 첨가량을 달리하고 급여일수에 따라 우유내 L-카르니틴 함량변화를 측정한 그림이다.

일반적으로 가축을 이용하여 특수한 목적의 기능성 축산물을 생산하기 위해 사료를 통해 목적물질을 급여할 경우 가축의 체내에서 종종 부작용을 나타내거나 또는 축산물내로 이행이 매우 낮거나 불가능함으로써 많은 문제점을 야기시키게 되나, 본 발명에 사용된 L-카르니틴은 화학적 합성품이 아닌 미생물의 발효에 의해 생산되는 활성형 형태로써 L-카르니틴이 가축의 정상적인 성장 및 생산활동을 위해서도 요구되는 영양소이기 때문게 가축의 체내생리와의 친화성이 매우 높다.

본 발명자들은 인위적인 방법으로 L-카르니틴의 이행효율을 증가시키기 위하여 L-카르니틴 요구량은 높은 반면에 사료를 통한 공급은 매우 제한적인 젖소에 적정 수준으로 L-카르니틴을 첨가한 사료 및 다른 사료성분과의 조정을 통해 체내로의 이용효율을 극대화시킬 수 있었다.

본 발명의 한 구체예에 있어서, 반추위 보호 L-카르니틴(rumen-bypass L-carnitine)을 각각 0, 400, 600 및 800 ppm 첨가한 사료를 20일간 급여시 첨가수준에 따른 우유의 L-카르니틴 증가율은 각각 168.5, 185.3, 174%였으며, 이중 600ppm 첨가시 우유내 L-카르니틴 함량이 가장 높았다.

따라서, 본 발명은 젖소용 사료를 제조함에 있어서 반추위 보호 L-카르니틴을 첨가하는데 그 특징이 있다. 일반적으로 근육 내에 존재하고 있는 L-카르니틴은 젖소의 반추위 내에서 미생물의 공격을 받아 분해, 파괴되므로 우유로 전이시키기 위해서는 미생물로부터의 공격에도 보호받을 수 있는 형태로 가공이 되어야 한다. 한 가지 방법으로 스위스의 에른스트 베른사는 카르니패스(Carnipass)라는 보호 L-카르니틴을 발명하였다. 카르니패스는 불해성 중성지방으로 코팅한 바이패스 (bypass) L-카르니틴 제품으로 국제 특허공법에 의하여 제조되었는데, 코팅에 사용된 중성지방은 융점이 52-53℃인 반추위에서 녹지않고 미생물에 의하여 파괴되지 않아 내용물인 L-카르니틴이 무사히 반추위를 통과할 수 있는 것이다. 반추위 보호 카르니틴과 생체내 카르니틴은 구조적으로 근본적인 차이가 없다. 다만 체내에서 이용될 수 있는 화학적 구조는 L-카르니틴 형태이며 그 외 D-카르니틴은 체내에서 이용될 수 없다. 따라서 본 사료 내에 첨가하는 L-카르니틴은 체내에서 흡수되어 생리적 기능을 100% 발휘할 수 있으며 불해성 지방으로 코팅한 외에는 천연형 L-카르니틴과 구조적 차이 및 생리적 기능에는 차이가 없다.

본 발명 반추위 보호 L-카르니틴은 기본적인 배합사료 원료와 전체적으로 일정 비율로 혼합되거나 또는 별개의 사료 첨가제로서 제제화되어질 수 있다. 즉, 본 발명의 반추위 보호 L-카르니틴은 사료 조성물의 조성분으로뿐만 아니라 기타 일정성분을 포함하는 사표 첨가제로도 제제화 가능하여 관행 배합사료나 기타 기본사료에 적정수준 첨가함으로써 우유 생산을 위한 젖소에 급여할 수도 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지 및 권리범위내에서 얼마든지 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하게 이해될 것이다.

실시예 1 : 시험사료의 제조

L-카르니틴의 첨가수준을 달리하여 젖소에 급여할 경우 급여기간에 따른 우유내로의 L-카르니틴 이행정도를 조사하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다. 홀스타인 젖소 14두를 4두씩 4 군(대조군, 시험군 1 내지 3)으로 나누고 상기 젖소에 21일간 사료를 급여하였다. 기본사료에 반추위 보호 L-카르니틴(bypass L-carnitine)을 첨가하였으며, 기본사료는 옥수수, 대두박, 채종박, 면실박, 옥글루텐, 옥배아박, 우지등의 관행사료 배합성분을 함유하고 있었고 상기 기본사료에 하기와 같은 수준으로 L- 카르니틴을 첨가하여 시험사료를 제조한 후 젖소에 급여하였다. 본 발명 방법에 사용된 반추위 보호 카르니틴은 론자사(Lonza Corp, 스위스)의 바이패스 카르니틴(Carnipass)를 사용하였다. 이때 대조군에는 반추위 보호 L-카르니틴을 첨가하지 않은 기본 사료만 급여하였으며, 기본사료에 반추위 보호 L-카르니틴을 400pm, 600ppm 및 800ppm 첨가한 시험사료를 각각 시험군 1 내지 3에 급여하였다.

시험사료내 반추위보호 L-카르니틴 첨가량

	대조군	시험군1	시험군2	시험군3
첨가량(ppm)	0	400	600	800

실시예 2 : L-카르니틴 첨가량에 따른 우유내 L-카르니틴 함량 변화

상기 실시예 1의 시험사료를 젖소에 급여하고 급여 후 10-11일 및 20-21일간의 우유내 L-카르니틴 함량을 측정하였으며, 그 측정결과를 하기 표2에 나타내었다. 이때 시료의 채취는 일별 변이를 줄이기 위해 2일간 아침과 저녁 1일 2회 채취한 후 우유를 균일하게 혼합하여 냉동건조후 분석하였다.

시험사료 급여기간에 따른 우유내 L-카르니틴 함량 변화

구 분	대조군	시험군1	시험군2	시험군3
10-11일 급여	우유내 농도(mg/kg 우유건물)	176.25	267.75	306.25	281.25
10-11일 급여	비교지수	100	151.9	173.8	159.6
20-21일 급여	우유내 농도(mg/kg 우유건물)	172.75	291.00	320.00	300.50
20-21일 급여	비교지수	100	168.5	185.3	174.0

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, L-카르니틴이 첨가되지 않은 기본사료만을 급여한 대조군은 우유내 카르니틴 함량이 급여 후 10-11일과 20-21일 사이 각각 176.25, 172.72임에 반해 반추위 보호 L-카르니틴을 첨가한 시험사료를 급여한 시험군 젖소의 우유내 L-카르니틴 함량은 대조군보다 크게 증가하였다. 급여일수에 따라서는 10-11일 급여한 경우보다 20-21일 급여한 젖소의 우유내 L-카르니틴 함향이 더 높았다. 따라서, 사료에 의한 젖소의 우유내 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위해서는 20일 이상 급여하는 것이 바람직하다. 반추위 보호 L-카르니틴을 각각 0, 400, 600 및 800 ppm 첨가한 사료를 20일간 급여시 첨가수준에 따른 우유의 L-카르니틴 증가율은 각각 168.5, 185.3, 174%였다. 즉, 반추위 보호 L-카르니틴 첨가 사료 급여 후 20일 경과시 우유내의 L-카르니틴 함량증가는 65-85%로서 젖소에게 반추위 보호 L-카르니틴 급여시 L-카르니틴이 우유내로 효율적으로 이행됨을 알 수 있었다. 첨가량 및 급여일수에 따른 우유내 L-카르니틴 함량변화를 도 1에 나타내었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 젖소의 우유중 최대 L-카르니틴을 축적시키기 위한 적정 급여농도는 600ppm이었다. 600ppm 까지는 급여수준을 증가시키면 우유내로 이행되는 L-카르니틴 함량이 증가하지만 그 이상으로 첨가시는 우유내 이행수준이 약간 감소하는 것으로 나타났다.

이상의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 방법에 의해 생산된 우유는 일반 우유에 비해 65-85% 높은 수준으로 L-카르니틴을 함유할 수 있었다. 따라서 본 발명에 의해 L-카르니틴의 영양 기능적 특성을 강화시킨 기능성 우유의 생산이 가능하여 본 발명은 농축산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

옥수수, 대두박, 채종박, 면실박, 옥글루텐, 옥배아박, 우지 등으로 이루어지는 관행 배합사료에 있어서, 관행 배합사료에 반추위 보호 L-카르니틴(bypass L-carnitine)을 400-800ppm 첨가시킨 것을 특징으로 하는 우유내 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위한 젖소용 사료.
상기 제 1항의 젖소용 사료를 젖소에 급여함으로써 생산된 우유.
우유내 L-카르니틴 함량을 증가시키기 위한 반추위 보호 L-카르니틴 함유 젖소용 사료 첨가제.