동물성 사료에서 Fructo 올리고당 FOS의 용도는?

기능 oligosaccharides영양과 의학에서의 새로운 개념에 근거하여 개발된 신세대 보건품이다.1999년 국가에서 발표한 기능성 올리고당 산업 표준에 대한 일반 기술 규칙에서는 기능성 올리고당을 2~10개의 동일하거나 다른 단당류로 구성되어 있고, 글리코사이드 결합으로 연결되어 있고, 당의 특정 공통 특성을 갖는 물질로 정의하고 있다 [1].국내외 전문가들의 연구에 따르면 올리고당은 동물 내 미생물군의 균형을 조절하고, 유익균을 선택적으로 증식시키며, 유해균의 증식을 억제하고, 장내 감염 등의 증상을 예방하거나 감소시키고 변비를 완화시키는 것으로 나타났다.또한 장에서 독성물질을 빨리 제거하여 사육환경을 개선하고 동물의 면역체계를 강화하는데 이롭다 [2].

프럭토올리고당 (Fructooligosaccharide, FOS)은 2 내지 5개의 프럭토올리고당 단위와 하나의 포도당 단위가 프럭토푸라노사이드 결합과 연결됨으로써 형성된 탄수화물이다.1980년 일본 메이지과일회사에서 처음으로 연구, 개발하였으며 [3], 공업생산과 식품산업에서의 응용이 촉진되었다.

fructooligosaccharide의 물리적 및 화학적 특성 1

프럭토올리고당의 상쾌한 단맛은 자당의 단맛보다 우수합니다, 자당의 단맛의 약 30%에서 60% 가 됩니다.0 내지 70°C의 온도 범위에서 과당 토올리고당의 점도는 액상과당과 유사하다.온도가 증가함에 따라 프럭토올리고당의 점도는 그에 따라 감소한다 [4].

프럭토올리고당은 120°C 이하의 온도에서는 중성 용액에서 안정하지만, pH 가 3 미만이거나 온도가 70°C 이상이면 분해에 매우 취약해진다.FOS는 물에 쉽게 녹고, 내열성이 우수하며, 전분 노화를 억제할 수 있고, 수분 보유성, 알칼리성, 모양, 무착색, 저습성 [5] 등의 특징을 가지고 있다.

올리고당의 생리적 기능 2

Oligofructose은 동물에 의해 소화 되지 않 α-amylase 또는 trypsin, 그리고을 안전하게 할 장을 입력 합 할 수 있 효과적으로 유익 한 박테리아 [6]에 의해 사용 된다.락토바실러스, 비피도박테리움 같은 프로바이오틱스는 효과적으로 증식해 장내 미생물의 생태 균형을 조절하는 역할을 한다.Dandan Li 등은 우엉의 일종인 올리고과당을 포유류의 사료에 첨가하였을 때 장내에서 유산균과 비피dobacterium의 성장을 촉진시킬 수 있다는 사실을 발견하였다.다른 과당과는 달리 복부팽만 [7] 같은 장의 불편함을 유발하지 않는다.

장내 식생의 생태적 균형을 유지하는 것은 동물 건강에 긍정적인 영향을 미친다:

(1) 유해균의 증식을 억제하면서 유익균의 증식에 도움이 되는 장내 pH를 낮추는 것;

(2) 설사를 줄이고 사육환경을 개선하며 페놀, 니트로사민, 암모니아 등 독성제품의 생산을 감소시키고;

(3) 혈액 중의 혈중 지질과 콜레스테롤을 효과적으로 감소;

(4) 미네랄 흡수를 촉진하고 비타민의 합성을 용이하게 한다;

(5) 신체를 향상 's 면역성과 병원성 미생물에 대한 저항성.정상적으로 동물의 장내에는 당을 소화, 흡수할수 있는 세균이 결핍하다

(이전에 이미 소화되고 흡수된).연구에 따르면 세균의 종류에 따라 FOS를 흡수하는 능력이 다르다.유익균인 Bifidobacterium은 FOS를 우선적으로 활용하여 성장 활동을 촉진하여 동물의 장내 미생물 생태를 개선한다 [8].

3 Fructooligosaccharide 생산 공정

프럭토올리고당을 추출하는 공업공정에서 사용되는 원료는 주로 다음과 같은 두가지이다:치커리를 먼저 가열하고 조리하여 이눌린을 추출한 다음 효소적으로 가수분해하여 프럭토올리고당을 제조하는데 2에서 10 사이의 중합 정도가 다르다;수크로스 (sucrose), 그 중 약 50%는 특정 조건에서 미생물에 의해 효소적으로 가수분해되어 프럭토올리고당을 생성한다.생성된 프럭토올리고당에는 포도당, 프럭토오스, 수크로스도 일부 포함되어 있다.고순도의 프럭토올리고당이 필요한 경우 막분리 기술이나 효모 발효 [9]를 이용하여 제거할 수 있다.3.1 미생물 발효법 과토 올리고당을 생산하기 위한 방법 실제 생산에서 FOS를 추출하고 준비하는 중요한 방법은 미생물 발효법이다., 막분리 기술이나 효모 발효를 이용하면 제거할 수 있다 [9].

3.1 fructooligosaccharides를 생산하는 미생물 발효법

추출 및 준비 FOS의 실질적인 생산을 위한 중요한 방법은 미생물 발효법이다.FOS의 높은 수확량을 생산할 수 있는 균주를 토양이나 곰팡이 핀 사탕무와 같은 다른 자연 자원으로부터 선별하여 최적화한다.

올리고과당을 생산하기 위한 미생물 발효에 필요한 생산 장비로는 반응기, 종자 발효기, 공급 장치, 가열 장치, 건조 및 정화 장치, 초음파 파쇄기, 분쇄 및 포장 장치, 원심분리기 [10] 등이 있다.

고정화 세포 발효에 의한 올리고당 생산 3.2

고정화 세포 발효 방식의 장점은 지속 가능한 생산, 높은 수준의 자동화, 간단한 작동 절차, 활성균이 충분히 활용된다는 사실이다.

3.3 효소 또는 고정화 세포 프럭토 올리고당 생산을 위한 사전 처리

고정화 세포 및 효소적 방법으로 프럭토올리고당을 제조할 때 가수분해 반응에서는 포도당과 같은 부산물도 생성되어 수크로스의 추가 전환을 억제한다.생성된 포도당을 산화 또는 이성질화시키기 위해 시너지 작용을 할 수 있는 Aspergillus niger나 다른 효소들을 첨가하면 포도당의 억제 효과를 줄이고 함유량을 50%~60%에서 63%~71%로 늘릴 수 있다 [11].

3.4 이중 효소법에 의한 fructooligosaccharides 생산

이중 효소법은 단일 효소 가수분해로 얻은 일반 프럭토올리고당을 원료로 사용하고, 포도당 산화효소와 과산화효소 두 가지 효소를 첨가하여 적합한 조건 [12]에서 시너지 작용을 통해 프럭토올리고당을 얻는다.

돼지, 닭과 같은 사육동물의 사료에 올리고당 적용 4

올리고프락토스는 사료 내 항생제 남용으로 인한 위기를 완화하고 안전하고 효과적인 항생제 대체제를 모색하는 과정에서 성장촉진, 사료이용률 향상, 사육환경 개선 등의 효과로 인해 점차 농가들의 관심을 끌게 되었고, 항생제를 대체하기 위해 생산에 사용되고 있다.

양돈농가에서 올리고당 활용 4.1

돼지 사육에 올리고당을 첨가하면 돼지 &를 상당히 개선할 수 있다#39;의 소화 능력 및 장내 식물체, 일 평균 체중 증가 및 사료 감소 비율을 증가, 설사 발생을 감소, 모유 수유 증가, 사육 환경을 개선.

랴오닝 (遼寧) 의과대학 왕쿤 (王坤) 등은 FOS를 이용한 동물실험에서 젖을 뗀 새끼 돼지의 사료에 0.2%, 0.5%, 0.8% FOS를 첨가하고 28일 후 관련 검사와 분석을 실시했다.그 결과 FOS의 다양한 용량은 장의 부위별로 amylase의 활성에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다.그 중 0.5% oligofructose 첨가군이 대조군보다 유의적으로 높게 나타나 piglets&의 pH를 감소시킬 수 있었다#39;위장관 pH (P<0.05), 대장균 수의 감소와 유산균 수의 증가를 보였으나 시험군간의 차이는 유의하지 않았다 (P>0.05)[13].

올리고과당을 다른 연령대의 돼지의 사료에 첨가하면 체중 증가 효과가 좋다.Estrada&에서#39;s 이유식 새끼돼지들에 대한 연구로서, 이유식 첫 주 동안 1.5% 올리고당이 포함된 식이를 공급한 시험군의 일일 평균 체중 증가량과 사료 이용률이 대조군에 비해 유의적으로 높았다 (P<0.05).7일째 시험군 새끼돼지의 bifidobacteria 수는 증가하였고, clostridia의 활성은 유의적으로 감소되었다 (P<0.05).Bifidobacterium 수는 증가하였고, Clostridium perfringens 활성은 유의적으로 감소하였다 (P<0.05);로타바이러스와 대장균의 억제는 새끼돼지의 설사를 효과적으로 감소시켜 젖을 뗀 새끼돼지의 생산능률을 향상시켰다.판워스는 이유식 새끼돼지 식이에 2, 3, 4의 중합도가 있는 1.5% 올리고당 혼합물을 첨가하였고, 그 결과 이유식 새끼돼지가 유의적으로 증가함을 알 수 있었다 [9].

일본 기타사토대는 실험 결과 FOS 가 모유 분비를 촉진하고 발정 간격을 단축시키는 효과가 있다는 사실을 발견했다.어느 한 농가에서 일정한 량의 FOS를 계속 사료에 첨가했는데 그 결과 새끼 돼지의 평균 출생수가 0.7 마리 증가했고, 수컷 돼지의 정자질이 20%에서 25% 증가했으며, 착상 확률이 대폭 증가했고, 젖을 떼는 새끼 돼지의 평균 체중이 16.7% 증가했으며, 설사율이 대폭 감소했다.양돈농가에서 FOS fructan과 항생제를 종합적으로 투여한 결과 사료에 0.15% FOS를 공급한 경우 1일 평균 체중증가량은 4.17%, 생물학적 종합평가값은 1.8% 증가하였다.다만 다른 의견도 있는데, 코메게이는 프럭탄이 돼지의 실제 생산 실적에 큰 영향을 미치지 않는다고 보는 반면, 후다이크는 프럭탄이 효과를 보려면 [9] 새끼돼지에 의해 적응될 필요가 있다고 본다.장레이 등은 FOS 가 암퇘지의 생산기능과 면역기능에 미치는 영향을 구명하기 위해 항저우의 양돈장에서 동물실험을 실시하였다.두수가 큰 암퇘지 20 마리를 무작위로 4개의 그룹으로 나누었다.그 결과 0.2% FOS는 젖을 뗀 새끼돼지의 체중을 감소시키고 (P<0.05) 혈청 IgG 및 sIgA 항체의 농도를 유의적으로 증가시킬 수 있었다 (P<0.05)).0.2% FOS를 먹이면 암퇘지와 새끼 돼지의 면역 기능을 향상시킬 수 있다 [14].

양계장에서 올리고당 활용 4.2

Fructooligosaccharides는 닭의 면역 기능을 향상시키고, 달걀 생산률과 체중 증가를 증가시킬 수 있습니다.항생제와 fructooligosaccharides 가 태허닭의 면역계 조절에 미치는 영향에 대한 비교시험으로 Qu Mingren, Song Xiaozhen 등이 태허닭의 혈청 단백질 함량을 각각 5주와 10주에 걸쳐 해부하여 측정하였다.그 결과 fructooligosaccharide 군의 비장 bursa와 흉선 지수가 유의하게 증가되었다 [15].Oyzabal은 올리고당을 공급한 후 브로일러의 면역 기능이 향상되었음을 발견했습니다;오요포는 살모넬라 함량이 108/g인 병아리의 식수에 2.5% FOS를 첨가한 결과 양떼의 살모넬라 양성률이 26% 감소하여 거의 반토막을 내었고, 맹장의 살모넬라 수가 CFU의 3단위 감소) [9] 하여 올리고당이 병을 감소시켜 농사의 위험을 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

암웨만 (Ammweman) 등은 생후 1일 된 암닭 집단을 연구하여 두 집단의 식이에 0.375%와 0.75%의 올리고과당을 첨가하였다.검사 데이터에서 검사군의 유방근육 무게와 몸무게는 모두 다양한 정도로 증가했습니다.우톈싱은 육계 사료에 첨가할 올리고당의 양을 최적화했다.올리고당 0.25%~0.5%는 닭의 성장을 현저히 촉진하고 사료 이용 효율을 향상시킬 수 있다.Fishein 등은 올리고당을 사료에 첨가하면 육계 생산을 촉진할 수 있음을 증명하였다.가오펑 등은 사료에 올리고과당을 첨가하면 병아리 체중 증가를 효과적으로 증가시킬 수 있다고 보고했다.21일간 지속적으로 먹이를 공급한 결과, 실험군의 체중 증가는 약 12%에서 13% 였으며, 사료 전환율은 6%에서 8%까지 감소되었다 (P<0.05).또한 FOS의 첨가는 혈중 T3, T4 및 인슐린의 수치를 변화시켰다.실험군의 T3와 T4 수치는 각각 27% (P<0.01)와 17% (P>0.05) 증가하였고, 인슐린 수치는 80.7% (P<0.05)[9] 증가하였다.

4.3 올리고당의 다른 동물식이에 적용

올리고프락토스의 적용 범위는 2014년 2월에 구현된 사료 첨가제2013의 카탈로그에 정의되어 있으며, [16] 양식동물에 적합하다고 명시되어 있다.이는 올리고당의 적용 범위가 매우 넓다는 것을 보여준다.다음은 올리고과당을 다른 동물에서 사용한 예들이다.

Liu Guohong 등은 30 마리의 쥐를 이용하여 FOS의 저변성 효과와 기전을 탐색하는 실험에 사용하였다.그 결과 생쥐 시험군의 혈청 TG 함량은 감소되었으며 (P<0.01), FOS는 고지혈증을 가진 동물에서 혈청 콜레스테롤의 46.87%를 흡착하여 [17] FOS 가 지질흡수 및 대사를 크게 변화시킬 수 있음을 알 수 있었다.밝은 유제품 &의 유제품 연구소의 렌 루 외;㈜ 식품은 생쥐에 대한 기능성 우유 (올리고당, 이눌린, 셀레늄 농축 효모)의 면역조절 효과를 실험하기 위해 올리고당, 이눌린, 셀레늄 농축 효모를 혼합한 기능성 우유 (주요 활성성분) 가 면역력을 높일 수 있는지를 30일 실험에서 탐색했다.그 결과, 용량의 변화는 쥐의 체중에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.중간용량 투여군에서는 면역세포 중 대식세포의 파식능력이 유의하게 향상되었으며, 고용량 투여군에서는 마우스 림프구의 변화, 항체 생성 촉진, 항체 부피의 증가, 지연 과민반응, 마우스 대식세포의 파식능력 [18]에 유의한 영향을 미쳤다.

올리고당은 젖을 뗀 양의 루멘 식물상을 조절할 수 있다.왕신풍 등 19명은 올리고당을 연구하여 연령과 체중이 비슷한 젖양 40 마리를 무작위로 4 그룹으로 나누어 대조실험을 하였다.대조군은 기초식이만을 공급하였고, 올리고당 첨가군은 0.3% 가 첨가된 기초식이를 공급하였다.35일 동안 먹이 공급한 결과, oligofructose 군의 총 루만균의 수는 증가하였고 다양성은 유의적으로 감소하였으며 (P<0.05), R. flavefaciens와 F. succinogenes의 수는 유의적으로 증가하였다.

무원을 비롯한 연구원들은 올리고당이 어류의 생장에 현저한 촉진효과가 있고 양식업에서의 사망률을 낮추며 배설물의 암모니아 함량을 감소시켜 오염을 효과적으로 방지한다는 것을 발견했다 [20].또한 올리고당 (oligofructose)이 동물의 성장과 발육 촉진에 미치는 효과가 크지 않다는 것을 보여주는 몇 가지 보고도 있습니다.코아야시는 젖소의 사료에 올리고당 0.75%를 첨가하였다.검사 결과 젖소의 체중 증가량, 우유 생산량, 우유 지방율에는 변화가 없었다 [9].

5 전망

안전하고 효과적이면서 항생제의 역할을 대체할 수 있는 첨가제를 찾는 것은 최근 지속적으로 탐구되고 있는 주제이다.과당 토올리고당은 기능적인 특성으로 인해 연구기술이 부단히 성숙됨에 따라 점차 학자와 농민들의 시야에 들어왔다.또한, people&의 지속적인 개선과 함께#39; 삶의 질 (quality of life) 중국에서 애완동물은 다양화된 소비의 산물이며, 다양한 애완 고양이, 개, 물고기, 새 등의 수가 계속 증가하고 있다.국내 펫푸드 시장이 빠르게 발전하고 있다.Fructooligosaccharides는 동물 사료에 향후 사용에 대한 광범위한 전망을 가지고 있습니다.

참조

Jiang, Z. M. 기능성 올리고당의 개발과 응용 (J.식품안전가이드, 2010(09):48-49.

[2] Min Li, Liu Liheng, Xu Lanjiao.기능성 올리고당의 연구 진행 (Research progress of functional oligosaccharides [J])사료연구, 2012(09):18-22.

[3] 후슈지, 우장풍.생리 기능, 생산 및 fructooligosaccharides의 응용 (J).중국 식품 첨가물, 2007(06):148-157.

왕시화, 바이원자오, 뤄진화 외 4명.올리고당 (oligofructose)의 사료 이용 (J.곡물 및 사료산업, 2002 (03):25-26.

[5] 장보, 왕장.기능성 사료 첨가제-올리고당 [J.곡물 및 사료산업, 1997 (07):27-29.

[6] 팬지잉.축산업에 있어서 기능성 올리고당의 이용 (J.곡물 및 사료산업, 2000 (11).

[7] 단 L 등이 있다.식용 우엉에서 추출한 이눌린의 프리바이오틱 효과.Anaerobe, 2008 (14):29-34.

[8] 구신화.활 생 균 [M]이다.베이징 과학 출판사 (Beijing Science Publishing House, 2002).

[9] 황하이칭, 왕이젠.동물영양학에서의 올리고당 (oligofructose)의 응용 및 연구 진행 [J.사료광각, 2002 (16):26-28.

[10] 탕준, 장하이타오.올리고당의 특성 및 생산을 위한 새로운 발효공정 (Properties of oligofructose and new fermentation process for its production [J.화학공업과 공학기술, 1999 (02.

[11] 쉬샤오리.올리고당 (oligofructose)의 생산 공정 및 응용.농사와 사료, 2010 (05):45-48.

[12] 왕 듀오렌.올리고당 (oligofructose) 개발.광시 사탕수수, 2002(04).

[13] 왕건, 비꽁밍, 천경 외.이유식 새끼돼지에서 oligofructose 가 소화효소활성, 장내 식물상 및 위장관 pH에 미치는 영향.사료연구, 2014(11):28-30.

[14] 장레이, 왕장펑, 야오야오 등.젖소 식이에 oligofructose 또는 inulin 첨가가 생산능과 혈청항체농도에 미치는 영향에 관한 연구 (J).Zhejiang Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2014 (02):1-4.

[15] 쿠밍그렌, 송샤오젠, 유진밍.태허닭에서 항생제를 대체하는 올리고과당의 면역증진 효과에 관한 연구 (J.사료산업, 2003 (12):27-28.

[16] the People&의 농림부#39;s 중화민국.사료 첨가제 [Z] 카탈로그.2013-12-30다.

[17] 류궈홍, 마자오제, 위잉 외.올리고당 (oligofructose)의 저염효과 및 기전에 대한 자료입니다.식품의약품안전처, 2015 (01):34-37.

[18] 렌루, 장펑화, 먀오쥔리 외.생쥐에 대한 기능성 우유의 면역조절 효과에 관한 연구 (Research on the immunomodulatory effect of functional milk on mouse)식품연구개발, 2013 (07):24-30.

[19] 왕신풍, 렝칭원, 이지원 외.올리고당이 젖양의 루멘 식물상에 미치는 영향 (Effect of oligosaccharides on the rumen flora of weaned lambs)한국동물영양학회지, 2010 (05):1396-1402.

[20] 류홍매, 풍준룡.기능성 올리고당-수생 사료 첨가제의 새로운 유형 [J].질우수산, 2006 (04.