마난올리고당 (MOS) 이란?

올리고당은2~10개의단당류가 탈수, 응축되어 형성된 고분자로, 일반적인 올리고당과 기능성 올리고당 두 가지로 나눌 수 있다.흔히 볼 수 있는 올리고당 중에서 수크로스, 말토오스, 락토오스, 말토트리오스, 알긴산 등에 익숙하여 동물에게 소화, 흡수될 수 있으며 유익한 장내세균에 대한 홍보 효과는 전혀 없다.기능성 올리고당류에는 주로 mannose oligosaccharide, oligofructose, isomaltooligosaccharide, lactulose, xylo-oligosaccharides 등이 있으며, 동물에게 소화 및 흡수되지 않으며, bifidobacteria 및 기타 probiotics의 증식을 촉진하는 효과적인 물질입니다.

한편, 기능성 올리고당은 단맛이 낮고, 칼로리가 낮으며, 안정성이 높고, 수분 보유, 내산성, 내열성 및 결정화 방지 강수 등에서 우수한 성능을 보이는 특징을 가지고 있다.올리고당의 좋은 성능을 고려하여 우리나라는 지난 10년 동안 기능성 올리고당 기술 개발에 많은 일을 했고, 올리고당 건강 식품, 올리고당 사료 첨가제, 올리고당 살충제 등 새로운 제품을 개발하여 좋은 응용 결과를 얻었다.그 중 만난올리고당은 주요 연구 대상 중 하나이며, 만난올리고당 중 가장 가치가 높은 것으로 평가되고 있다.

만노-올리고당의 소스, 구조 및 주요 물리화학적 특성 1

1.1기원과 구조   

Mannose-oligosaccharides (모스)은 mannose로 이루어 져 있 으며 α로 연결 잔류 포도당 또는 갈 락 토 오 스 (1-6), α (1-2), α (1-3) β (1-4), 또는 β (1-3) 당 결합에 주요 체인이다.마난-올리고당류는 곤약 밀가루, 과어검, 순무검 및 많은 미생물의 세포벽 (글루코마난 올리고당류)에서 널리 발견된다.만노-올리고당은 주로 효소적으로 생성된다.사료용 만노올리고당은 효모 세포 추출물로부터 추출될 수도 있다 (Mul et al., 1994).

물리적, 화학적 성질 1.2 

서로 다른 공급원으로부터의 만난올리고당의 구조적 차이로 인하여 이들의 물리화학적 특성 또한 매우 다르다.만노-올리고당은 물 및 기타 극성 용매에 용해된다.용액에 유기용매를 첨가하면 침전되거나 결정화되며 단맛은 자당의 단맛보다 낮다.온도에 따라 점도가 낮아지고 냉각 후 다시 상승합니다.PH 1.5~3.0일 때, 점도는 급격히 증가한다;PH 3.0~9.0일 때 점도는 안정하다.또한, 곤약 글루코 마난과 같은 일부 마난 올리고당은 독특한 겔화 특성을 가지며, 특정 조건 하에서 열-가역성 및 열-비가역성 겔을 형성할 수 있다.만노-올리고당은 사료 골격의 고온에 견딜 수 있으며 구조 및 기능적 무결성을 그대로 유지할 수 있습니다.

만노-올리고당의 작용기전 2

비면역 방어기전의 조절 2.1 

동물의 위장관의 비면역 방어체계는 내인성 미생물군에 의해 지배된다.동물이 건강할 때 위장관에는 정상적인 미생물이 존재한다.이러한 정상 미생물은 위장관에 없어서는 안 될 중요한 부분으로 유익한 미생물 (예:Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp.)과 유해한 미생물 (예:E. coli spp., Staphylococcus spp.)로 구분된다.만노올리고당은 대사 영양소로서 일부 유익균의 성장과 번식을 촉진하고 일부 병원성 세균을 억제할 수 있다 (Mirelman et al., 1980) (표 1 참조).

Manno-oligosaccharides이 계병원성 미생물의 인식, 부착 및 배제를 통한 비면역 방어.많은 병원성 세균은 세포 표면에 탄수화물 결합 단백질 (외인성 렉틴)을 함유하고 있는데,이 단백질이 소화관의 과당류 구조에 있는 수용체와 결합하여 세균이 이들 조직의 벽에 달라붙어 증식하게 되어 장 점막 병변을 일으킨다.사료에 마난올리고당을 첨가할 경우, 장 점막 상피세포의 수용체와 결합하여 병원성 미생물을 경쟁적으로 제거하여 병원성 세균의 부착, 번식 및 병원성의 경로를 방해하여 병원성 세균이 체내에서 제거되어 동물의 건강을 보호할 수 있다.

면역방어기제에 대한 조절 2.2 

만노올리고당은 면역 조절에 사용될 수 있다장내 융모에 있는 면역세포 표면에 있는 단백질 수용체와 상호작용하거나 림프절과 점막 소막 자주의 기억세포에 존재하는 신호체계를 방해함으로써 면역세포와 상호작용한다.siske (1977)와 zennohe (1995)는 만노올리고당이 브로일러와 생쥐에게 각각 먹였을 때 식균작용을 증가시킨다고 하였다.savage 등 (1996)은 mannan oligosaccharide를 먹인 칠면조에서 담체 IgA와 혈장 IgG 농도가 증가하였음을 발견하였다.

만노-올리고당은 면역 반응을 활성화시키는 응고제로도 작용하는 것으로 알려져 있다.만노올리고당은 일부 백신과 함께 사용하면 백신 자극 기간을 연장시켜 활용도를 높인다.lipopolysaccharide LPs의 선형 마난측 사슬의 강력한 보조 활성이 널리 알려져 있습니다.sharon et al. (1993)은 글리코올리고당류가 박테리아뿐만 아니라 표면에 있는 특정 독소, 바이러스, 진핵세포와 결합하므로 이러한 외인 항원의 보조제 역할을 하여 항원의 흡수를 늦게하고, 항원의 효능을 증가시킨다는 것을 보여주었다.봄 외.Spring 등 (1998)은 만노-올리고당이 대식세포의 반응을 자극하고 면역계의 상보적 경로를 통해 대식세포의 활성을 강화할 수 있음을 보여주었다 (Spring, 1998).

Janeway 등 (1993)은 mannan oligosaccharide 가 간에서 mannan-binding protein의 분비를 촉진시킬 수 있다고 결론지었다.Mannan-binding protein은 칼슘 의존성 lectin으로 주로 mannose를 인식하고 결합하며, 동물의 면역저해 시기에 보체계를 활성화시킴으로써 조절 및 자연적인 항감염 면역기능을 한다.만난올리고당의 면역조절 효과는 올리고당의 아세틸화 또는 인산화를 증가시켜 향상시킬 수 있다.

마이코톡신의 흡착 2.3 

manno-oligosaccharins는 mycotoxins의 물리적 흡착 또는 직접결합을 통하여 mycotoxins의 독성효과를 제거 및 약화시킬 수 있으며 사료이용률을 향상시킬 수 있다.raju (1998)는 육계 닭의 소화기관에 대한 in vitro 시험을 모의 실험한 결과 aflatoxins, zearalenone 및 porcine mycotoxins에 대한 manno-oligosaccharins의 결합률은 각각 82.51%, 51.6% 및 26.4%로 나타났으며 aflatoxins의 결합력은 주로 pH에 의존하였다,독소의 농도와 manno-oligosaccharides의 용량.aflatoxin에 대한 결합능력은 주로 pH, 독소농도 및 mannan oligosaccharide의 선량에 의존하였다.

의 적용 3manno-oligosaccharides가축 · 가금 사육에 있어서

양계업에 적용 3.1 

만노-올리고당은 브로일러, 병아리 및 칠면조에 대부분 사용되어 일일 체중 증가와 사료 전환을 증가시키고 면역력을 향상시키며 가금류의 장 상태를 변경하여 영양분 흡수를 용이하게 합니다.다른 연구에 따르면 칠면조나 육계 식단에 마난올리고당을 첨가하면 항생제 첨가만큼 효과를 볼 수 있다.

Sisak 등 (1994)은 O.1% mannan oligosaccharide를 식이에 첨가하였을 때 장, 간 및 비장의 Salmonella spp.를 감소시켰으며, Pylons 등 (1994)은 O.2% mannan oligosaccharide를 육계 pullet의 부식, 성장 및 살찌는 단계에서 육계 pullet의 시중 체중에 도달하는 시간을 1d 단축시켜 육계 pullet의 경제적 효율이 향상되는 결과를 보였다.여러 사육 실험 결과, 마난올리고당 O.2%를 닭사료에 첨가하면 생존율이 평균 O.4% 증가하는 것으로 나타났다.spring 등 (2OOO)은 mannan oligosaccharaccharide 가 닭에서 살모넬라균 장내 결장을 현저히 감소시키고 장 점막의 결실성을 개선할 수 있다고 결론지었으나, 장의 VFA 및 pH에는 영향을 미치지 않아 mannan oligosaccharide's의 작용기전은 병원균을 흡착시켜 장 점막에 결합하는 것을 막는 것일 수 있다.따라서, 만난올리고당의 작용기전은 흡착에 의한 병원성 세균의 장 점막 결합을 막기 위한 것일 것으로 추론된다.

새끼 돼지 생산에 적용 3.2 

만노올리고당은 이유식 새끼돼지의 일일 중량 증가와 사료 전환율을 증가시킬 수 있다.Vander (1997)는 어린 새끼 돼지의 식이에 만노올리고당을 첨가하였을 때 대조군에 비하여 실험군의 사료 전환율과 일일 체중 증가량이 각각 5%, 7% 증가하였다고 보고하였다.저홍리 등 (2OO2)은 만난올리고당 첨가가 새끼 돼지 장내 대장균의 수를 유의적으로 감소시켰으며, 그 효과는 만난올리고당 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며, 설사의 비율 또한 감소하는 경향을 보였다.Che Xiangrong 등 (2OO3)의 연구에서 mannan oligosaccharide를 3g/kg의 기저식이에 첨가하였을 때 돼지돼지설사의 빈도는 54% 감소하였고, 혈중 임파구 수 (CD3)와 말초혈액 LgG 함량은 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으며, 혈청 sOD와 PsH-PX의 활성은 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다.Manno-oligosaccharide는 맹장 및 대장 내 대장균의 농도를 유의적으로 감소시키고, Lactobacillus 및 Bifidobacterium의 농도를 유의적으로 증가시킬 수 있었으나, 대장내 Lactobacillus 및 Bifidobacterium의 수에 미치는 영향은 크지 않았다.

또한 만노올리고당은 돼지의 억제된 면역계의 회복을 촉진시키고 사망률과 설사를 효과적으로 감소시켰다. newman (2OOO)은 만노올리고당을 보충한 돼지에서 IL-2와 IFN-T 수치가 증가되었음을 보여주었다.

어린 반추동물 생산에 적용 3.3

Newman 등 (1993)은 홀스타인 황소 송아지의 식이에 마난-올리고당을 첨가한 결과 35 dd에서 대조군에 비해 평균 체중이 유의하게 증가하고 호흡기 질환이 감소되었다고 보고하였으며, Dildey 등 (1997)은 생후 1일부터 56일까지 마난-올리고당을 보충한 우유를 송아지에 먹였을 때, 시험군의 평균 일일 증가량이 대조군에 비해 유의하게 높았다,그리고 성장률의 증가는 송아지의 설사 감소와 관련이 있었다.성장률 증가는 송아지 설사의 감소와 관련이 있었다.성체 반추동물의 반추에서 탄수화물을 분해하는 효소가 많아 마난-올리고당이 성체 반추동물에게 미치는 영향은 크지 않다.

3.4 양식업에서의 응용 

송어 튀김에 관한 연구 결과는 미끼에 마난-올리고당을 첨가하면 면역력을 높일 수 있으며, 미끼에 O.7% 마난-올리고당을 첨가한 결과 병원성 세균의 공격으로 인해 체중 1~7g 이던 송어의 치사율을 1%로 최대 25%까지 감소시켰다.yoshida 등 (1995)은 mannan-oligosaccharides 가 은붕어 (Hypophthalmichthys molitrix)의 백혈구 활성을 유의적으로 증가시켰으며, 세포를 매개하는 면역반응을 자극하는 효과가 있다고 보고하였다.만코올리고당이 세포매개성 면역에 미치는 영향은 yoshida 등에 의해 보고되었다.아프리카메기의 식이에 O.1% mannan oligosaccharide를 첨가하고, 어류에 Aeromonas hydrophila를 접종하였을 때, 접종 후 12시간 및 28시간 혈액과 비장의 세균수를 검사한 결과, 유의적으로 감소된 것을 확인하였다.또한, mannan oligosaccharide를 식이에 첨가했을 때의 용량 효과가 있었다.마난-올리고당을 적절히 첨가하면 잉어의 성능을 향상시킬 수 있다.첨가제량이 증가함에 따라 배양 생존율은 먼저 증가하였다가 감소하였는데, 첨가제량이 O.2%로 증가하였을 때 생존율이 가장 높은 99.40%에 이르렀다가 감소하였다.

사료만난올리고당의 적용효과에 영향을 미치는 요인 4

4. 1 추가 

젖 새끼돼지의 식이에 포함된 마난 올리고당의 복용량은 일반적으로 0.1%~0.4% 이며, 새끼돼지의 단계에 따라 다른 비율로 첨가 될 수 있습니다.육계 병아리의 식이에 함유된 마난올리고당의 양은 0.5~1.0kg/t이다.마난올리고당의 과다한 첨가는 후장에서 과도한 발효를 일으켜 경미한 설사를 유발하여 영양소 흡수와 이용에 영향을 미쳐 성장을 저해할 수 있다 (체슨' 1994).영양소를 충분히 첨가하지 않으면 효과가 없습니다.

4.2 급식환경, 만노올리고당이 생산능에 미치는 연령효과

만난올리고당의 효과는 먹이 공급 조건에 따라 달라지며 거친 조건에서는 명백하다 (Nakamura' 1988);질병력이 있는 헛간에서 먹일 때, 만난올리고당 첨가의 효과가 뚜렷하다 (AllteChߋ년 39;)다.Miguel et al. (2002)은 'mannan-oligosaccharides는 새끼돼지가 가장 큰 스트레스 &를 받을 때 이유식 초기 단계에서 새끼돼지의 성장 촉진제로 가장 효과적입니다#39;.

4.3 식단 구성 

식단에서 자연적으로 발생하는 올리고당이 동물성반응에 미치는 영향에 대한 보고는 거의 없다.사실 소화되지 않는 당분은 옥수수에는 매우 적지만 보리, 밀, 콩 제품에는 많이 들어있다.따라서, " 마스킹 또는 희석 효과"보리, 밀, 그리고 콩깻잎에 들어있는 올리고당의 함량이 실험결과에 영향을 미쳤을 것이다.

다른 요소와의 시너지 4.4 

일부 실험 결과는 ' 올리고당과 다른 원소들이 시너지 작용을 할 때, 효과는 단일 첨가물 &보다 낫다#39;, 예를 들어, 올리고당을 프로바이오틱스와 함께 사용할 때, 미생물의 섭식 작용 시간을 연장하고, 장내 섭식 미생물의 생존율을 높이며, 장내 외인성 유익한 미생물의 확립 및 성장을 촉진할 수 있다.이는 후장에서 먹이 미생물의 생존율을 높이고, 장에서 외인성 유익한 미생물의 심기와 성장을 촉진할 수 있다.

조우 Dingnian (Fritts 등 (2003)은 ' 항생제와 0.1% 마난올리고당의 조합 '의 사료전환율을 유의적으로 증가시켜 닭고기 '.Dvoark 등 (1998)은 ' Streptococcus faecium (s. faecium)과 mannan oligosaccharides ' 돼지 &의 일일 체중 증가와 섬유 소화율을 증가시켰다#39;그리고 시너지 효과가 있었다는 것.Waldroup 등 (2003)은 mannan oligosaccharide 가 구리와 다른 미네랄의 흡수와 이용에 영향을 미친다는 것을 발견했다.

결론적으로, ' 동물 생산에서 항생제의 대안으로 mannan-oligosaccharides의 사용은 큰 잠재력이 '.' 가축의 항생제 보유와 사람의 내성 발달로 인해,'사료첨가제로 사용함에 따른 단점들이 점점 강조되어, ' 그리고 그들의 사용 제한은 돌이킬 수 없게 되었다 '.항생제 사용의 제한은 되돌릴 수 없다.유럽의 일부 국가에서는 항생제 사용을 금지하고 있다.항생제의 대안으로 Glycoligosaccharides는 무공해, 무잔류성, 고온저항성 등의 장점을 가지고 있으며, 분말형 사료와 확장형 사료에 모두 사용할 수 있는 사료식 제조에 금기가 없으므로 사료 첨가제로서 Glycoligosaccharides의 적용 가능성은 매우 넓다.생산 및 사용에 있어서 사료 첨가제 생산에서 우리는 여전히 다음과 같은 해결해야 할 문제가 있다:만난올리고당의 고효율 및 저비용 생산 기술, 만난올리고당의 고순도 생산 및 제조 기술, 만난올리고당 효과 기술, 만난올리고당의 작용에 대한 생리 메커니즘.

참조

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