마난올리고당의 이점은 무엇인가요?

만노올리고당 (MOS)은 발효와 효소처리 [1]에 의해 추출되는 글루코만난 단백질 복합체로, 산과 고온에 잘 견디며, 이들의 구조는 장내의 산성 환경과 120°C 에서도 영향을 받지 않는다.그러나 MOS의 점도는 온도가 증가함에 따라 감소하며, pH 3.0-9.0에서 안정하다.그러나 MOS의 점도는 온도가 증가함에 따라 감소하며, pH 3.0-9.0에서 안정하다.모스는 안전하고 독성이 없으며 안정하고 물리화학적성질이 우수할뿐만아니라 위장의 건강을 증진시키고 인체의 면역력을 증강시키는 기능도 가지고있다.

만노-올리고당의 생리적 기능 1

 위장건강의 개선 1.1

위장관의 미생물군은 숙주와 상호의존적이며 생물체의 건강을 유지하고 생물체의 면역력을 높이며 영양소의 흡수와 대사를 개선하는데 중요한 역할을 한다.동물의 건강은 장내 식물체의 안정성과 관련이 있으며, 숙주의 건강은 식물체의 다양성으로 반영될 수 있다.젖소를 수유하는 젖소의 식이에 MOS를 첨가하면 추위내의 섬유분해균의 풍부성을 증가시켜 아세트산의 함량을 증가시키는데 도움을 줄 수 있다;젖산 이용 세균의 풍부함을 증가시키고, 젖산 생성 세균의 풍부함을 억제하여 rumen의 젖산 축적을 줄이고, rumen pH[2,3]의 안정성을 유지하고, rumen 건강을 지키는 데 도움을 준다.[4] 

MOS는 증식을 촉진합니다bifidobacteria 중 propionic acid와 같은 휘발성 지방산을 대량으로 생성하고 장내 pH를 감소시키는 MOS는 bifidobacteria의 증식을 촉진시키고 [4], propionic acid와 같은 휘발성 지방산을 대량으로 생성하며 장내 pH를 낮추고 대장균이나 살모넬라균 같은 유해균의 성장을 억제할 수 있다.동물의 소화관에 있는 대장균 (E. coli), 살모넬라 (Salmonella), V. cholerae, 클로스트리듐 디피실 (Clostridium difficile)과 같은 병원성 세균은 세포 표면이나 융모 (villi)에 butyric structure (exogenous lectin)를 가지고 있는데, 이는 동물의 장벽의 세포에 있는 특정 당분자 수용체를 인식하고 이들과 결합하여 다량의 독소를 발생시켜 장내 균형의 불균형을 초래하고, 질병을 유발할 수 있다 [5].

MOS는 특정 당과 유사한 수용체 구조를 가지고 있어 병원성 세균의 표면에 있는 부틸로이드 구조와 결합할 수 있으며 병원성 세균과 경쟁적으로 결합하여 장벽을 콜로니화하는 것을 방지하여 증식을 억제하고 콜로니화 및 병원성의 소실을 감소시키며 이들의 결합체는 장관을 통해 수리미와 함께 배설된다.MOS의 첨가는 유산균과 같은 유익균의 성장에 유리하고 클로스트리디움 [6]과 같은 유해균의 증식을 억제한다고 보고되었다.MOS를 넣으면 송아지의 분변에 있는 대장균의 수를 현저히 줄일 수 있고 [7] 송아지의 설사를 개선시킬 수 있다.

동물 신체의 건강은 위장관의 건강과 밀접한 관계가 있으며, 장 점막 구조의 건강은 장내 건강에 큰 영향을 미치며, 장접의 높이, 융모의 높이, 크립트의 깊이 등으로 평가할 수 있다.장은 융모와 크립트를 기반으로 기능해 점막 표면적을 교환하거나 확장한다.MOS는 소장 점막 구조를 개선하고, 융모의 높이와 밀도를 증가시키며, 융모 높이/크립 깊이의 증가를 촉진하고, 소장 융모의 흡수 면적을 증가시키며, 영양분의 소화와 흡수를 증가시키고, 장손상을 어느 정도 회복시키며, 성장 공능을 향상시킬 수 있다 [8,9].장해를 어느 정도 회복하고 성장 성능을 향상시킬 수 있다 [8,9].일부 연구에서는 MOS 가 양에서 소장 융모의 형태 및 장벽 기능을 향상시킨다는 사실이 밝혀졌으며 [9], 이는 MOS 가 장 상피의 구조를 개선하고 신체의 건강을 유지할 수 있음을 나타낸다.

면역 기능의 강화 1.2

MOS는 면역 반응을 자극하고 면역 기관의 성장과 발달을 촉진시킬 수 있으며, 일부 독소, 바이러스 및 진균 세포의 표면 수용체에 결합하면 세포 및 체액 면역을 강화할 수 있다 [10].일부 연구에서는 MOS 가 대식세포, 호중구 등 면역세포 표면에 있는 특수한 수용체와 결합하여 면역계를 자극하고 면역반응 메커니즘을 활성화시켜 면역력을 강화시킬 수 있다고 한다 [11,12].

또한 MOS 가 위장관에서 락토바실러스나 비피dobacterium과 같은 유익균에 이용되어 단사슬지방산을 생성하여 위장관의 산도를 낮추고 대장균과 같은 산성에 민감한 병원균의 증식을 억제하여 면역체계를 강화시킬 수 있다는 것이 보고되었다 [13-15].MOS는 사이토카인 IL-2의 분비를 촉진시키고 t 세포의 증식과 분화를 가속화시켜 면역체계를 강화시킬 수 있다 [16].저유방 젖소의 식이에 MOS의 첨가는 혈중 IgA 수준을 증가시켰으나 [3] IgG에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.모스를 넣으면 새끼돼지의 면역력을 강화시켜 사망률을 낮출 수 있다 [17].다만 MOS를 첨가했을 경우 칠면조의 혈중 IgG와 IgM 수치가 상당히 증가했다는 연구결과도 있다 [18].위와 같은 실험결과들의 차이는 생물종, 첨가제, 정제과정 및 첨가제의 양 등이 다르기 때문이라고 볼 수 있으며, 추후 관련 연구가 필요하다.

항산화 능력의 향상 1.3

정상적인 조건에서는 산화적, 항산화적 계가 동적인 균형을 이루고 있으나 대사적, 스트레스가 많은 조건에서는 반응성 산소종 (ROS)과 활성산소가 발생하여 산화적 스트레스가 발생하여 총항산화능력 (T-AOC)이 감소하고 ROS와 항산화방어계간의 동적인 균형이 파괴되며, 과다한 ROS는 지질과산화를 거쳐 세포독성 지질과산화 생성물 MDA를 생성한다,세포 구조와 기능을 손상시키고 심각한 대사 질환으로 이어질 수 있는 것.

모스는 항산화 효소를 활성화시킬 수 있다체내 과잉의 활성산소종 (reactive oxygen species, ROS)과 활성산소를 제거하는 작용을 일으키고 [10] 체내 산화적 손상을 감소시키는 인체의 계.식이에 MOS의 첨가는 혈청 SOD, GSH-Px, T-AOC의 활성을 유의적으로 증가시키고 malondialdehyde (MDA)의 농도를 감소시켰으며 [19], glutathioneperoxidase (GSH-Px)와 superoxide dismutase (SOD)는 서로 시너지 작용을 하여 산화적 손상을 더 잘 제거하였다 [20].GSH Px와 Superoxide Dismutase (SOD)의 시너지는 유기체 내 활성산소를 더 잘 제거하고, 산화 스트레스로 인한 손상을 감소시키며, 항산화 능력을 향상시킬 수 있습니다.또한 일부 연구에서는 MOS의 첨가는 사육 30 d에서 몽골 양의 혈액 내 T-AOC 활성을 유의적으로 증가시켰으며 [20], MOS의 첨가는 사육 소의 혈청 내 T-SOD 및 GSH-Px 활성을 유의적으로 증가시켰다 [21].항산화 효과가 다른 이유는 동물의 종, 섭식 단계, 섭식 기간, 스트레스 수준, MOS 첨가량, MOS 추출 공정 등의 차이에 기인할 수 있다.사육 소의 혈액 내 MOS의 항산화 활성은 MOS의 첨가에 의해 유의적으로 증가하였다.

반추동물에 대한 MOS 응용연구 2

MOS는 닭, 돼지, 어류 등 일부일처제동물에서는 널리 사용되고 있으나 반추동물에서는 상대적으로 연구가 거의 이루어지지 않고 있다.최근 소규모의 반추동물에서는 모스를 식이에 첨가함으로써 양의 유기물, 조단백질, 조지방, 칼슘,인, 불포화지방산의 분명한 소화율이 현저히 높아졌고, 설사의 비율과 포화지방산의 비율이 낮아졌으며 [22] 영양소 이용과 건강 수준이 향상되었다.1% 모스는 해수욕장 염소의 성장과 발육을 촉진하고 사료 대 중량비를 낮추며 육질을 개선할 수 있고 2% 모스는 항산화 능력을 대폭 향상시킨다 [23].

2%의 MOS를 첨가하면 항산화 능력을 상당히 향상시킬 수 있다 [23].근방기간 동안 MOS를 1일 5.0-10.0g/ewe의 용량으로 첨가하여 사료 섭취량을 증가시키고, 항산화 및 면역력 수준을 향상시켰으며, 근방기간 동안 산화적 스트레스를 효과적으로 완화시켰다 [24].양곡식이에 MOS의 첨가는 루먼 pH와 휘발성 지방산 농도를 증가시키고, 혈장 lipopolysaccharide (LPS) 농도를 감소시키며, 큐티클 두께를 감소시키고, [25] 반추위 상피 건강을 개선시켰다.식단에 모스를 추가하자 [26] 양을 살찌우는 데 루멘 발효가 개선되었다.

모스는 양의 N 보유와 retention, NDF, ADF 소화율을 증가시키는 경향이 있으며 [19] 항산화 능력 향상에 효과적이다.비슷한 연구에서 MOS는 양의 영양소 이용률 및 루멘 질소 대사를 개선시켰다 [27].호수양의 식이에 MOS를 첨가하면 rumen papilla 발육이 촉진되고, 육색 및 지방산이 조절되며, 육질이 개선되고, rumen pH 가 증가하여 안정적인 rumen 환경을 유지할 수 있었다 [28].

큰 반추동물에서 MOS를 전유기에 첨가하면 송아지 사료 섭취량과 송아지 체중이 26일에서 46일까지 증가하는 경향이 있었으나 송아지 설사는 크게 개선되지 않았으며 [29], 일부 연구에서는 MOS로 송아지를 보충하면 대소변 성적과 사료 섭취량이 향상되며 [30] 항생제의 대안으로 사용될 수 있다고 한다.식이에 MOS의 첨가는 비육우의 혈장 및 분변 내 내독소 수준을 효과적으로 감소시켰으며, 영양소의 분명한 소화율에는 큰 영향을 미치지 않았으나 일일 체중증가량 및 사료섭취량을 증가시키고, 사료 대 체중 비율을 감소시키는 경향을 보였다 [31].Holstein bull 배급시 MOS의 첨가는 반추액 pH와 휘발성 지방산 농도를 증가시켰고, NH3 농도와 혈장 LPS 및 혈청 아밀로이드 A 농도를 감소시켰으며, 비육우의 반추환경을 개선시켰다 [32].MOS의 첨가는 반추위 항상성의 균형을 촉진하고, 병원성 세균의 증식을 억제하고, 섬유 분해 세균의 풍부도를 증가시키며, 저유당 젖소에서 반추위의 섬유 분해 능력을 향상시킬 수 있다 [2].

periparturient 젖소에 MOS를 하루 두당 15g씩 보충하여 루멘 휘발성 지방산 농도, 아세트산 대 프로피온산 비율, 미생물 단백질 함량을 유의적으로 증가시켰으며 [33] 루멘 발효를 개선시켰다.산전 젖소를 모스로 보충한 결과 첫 젖소 [34]에서 초소가 크게 증가하였다.젖소의 식이에 MOS의 첨가는 우유생산을 유의적으로 증가시킨다고 보고되고 있는데, 이는 MOS의 복합적인 효과로 장내 병원성 세균을 억제 및 제거하고, 젖소의 면역체계를 개선하는 효과와 관련이 있을 것으로 사료된다.35MOS는 위장관 병원균의 증식을 억제하고 독소, 아민, 암모니아, 인돌 등의 독성 대사산물의 양을 감소시키며, 루멘식물체와 내장의 구조를 개선시켜 생체의 건강유지 및 생장능의 향상에 도움을 줄 수 있다.

3 전망

MOS는 저용량, 안전성, 잔류물 없음, 강한 안정성의 특징을 가지고 있으며, 반추물에 적용하면 동물체의 면역력을 향상시키고, 동물체의 건강을 증진시킬 수 있으며, 위장균을 개선하여 장내 병원성 세균을 억제하고 장내 구조를 개선함으로써 성장능을 높일 수 있어 적용 가능성이 높다.그러나 MOS의 적용 효과는 용량, 먹이 관리 수준, 동물의 연령, 사료의 구성 및 기타 요인에 의해 영향을 받으며 적용 효과는 다양하다.앞으로 MOS 공정에 대한 연구를 강화하고 운영을 간소화하며 새로운 공정을 개발하고 비용을 절감하여 반추동물에서 MOS를 응용하는데보다 넓은 공간을 제공해야 한다.

참조:

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