생균제는 충분하고도 적절하게 사용되었을 때 숙주의 건강에 도움이 될 수 있는 살아있는 미생물이다. Lactobacilli나 Bacillus와 같은 직접투여하는 미생물 (DFM)은 생장을 촉진하기 위하여 사료에 첨가되는 항생제 혹은 식품첨가물보다 장내의 정상균총의 정착에 매우 긍정적인 효과를 보여줄 수 있다. 또한, 생균제가 투여됨으로 해서 면역체계가 강화되고, 감염에 대한 예방효과가 있는데 이는 동물 체내에 병원균이 정착하는 것을 방해함으로서 이러한 효과를 기대할 수 있다. 생균제 투여를 통해 얻을 수 있는 효과는 배설물의 분해를 촉진하여 악취를 저감시켜줌으로서 가축의 사육환경을 개선할 수 있다는 점이다. 최근 들어, 환경보호와 안전한 먹거리에 대한 새로운 패러다임이 정착됨에 따라, 환경을 개선하고 우수한 품질의 축산품을 생산하기 위해 가축농가에서는 기존의 항생제를 대체할 수 있는 대안으로서의 생균제에 대한 요구가 높아지고 거의 모든 농가에서 생균제를 사용하고 있다고 해도 무리가 없다. 국내에서 유통되는 생균제는 크게 세부류이다. 첫째는 국립수의과학독성원(NVRQS)에 의해 검증되고 약사법에 의해 관리를 받는 동물의약품으로서의 생균제, 둘째는 시군에서 등록이되는 보조사료로서의 생균제와 마지막으로 미등록된 환경개선제들이다. 그러나, 많은 검증받지 않은 제품이 유통되고 생산됨으로 인해 이를 검증할 방안마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 환경개선제로서의 생균제를 검증하기 위한 방안으로, 생균수의 검증, 항생제 내성 검증, 그리고 악취제거능에 대한 검증의 3단계 방법을 제안한다.
생균제는 충분하고도 적절하게 사용되었을 때 숙주의 건강에 도움이 될 수 있는 살아있는 미생물이다. Lactobacilli나 Bacillus와 같은 직접투여하는 미생물 (DFM)은 생장을 촉진하기 위하여 사료에 첨가되는 항생제 혹은 식품첨가물보다 장내의 정상균총의 정착에 매우 긍정적인 효과를 보여줄 수 있다. 또한, 생균제가 투여됨으로 해서 면역체계가 강화되고, 감염에 대한 예방효과가 있는데 이는 동물 체내에 병원균이 정착하는 것을 방해함으로서 이러한 효과를 기대할 수 있다. 생균제 투여를 통해 얻을 수 있는 효과는 배설물의 분해를 촉진하여 악취를 저감시켜줌으로서 가축의 사육환경을 개선할 수 있다는 점이다. 최근 들어, 환경보호와 안전한 먹거리에 대한 새로운 패러다임이 정착됨에 따라, 환경을 개선하고 우수한 품질의 축산품을 생산하기 위해 가축농가에서는 기존의 항생제를 대체할 수 있는 대안으로서의 생균제에 대한 요구가 높아지고 거의 모든 농가에서 생균제를 사용하고 있다고 해도 무리가 없다. 국내에서 유통되는 생균제는 크게 세부류이다. 첫째는 국립수의과학독성원(NVRQS)에 의해 검증되고 약사법에 의해 관리를 받는 동물의약품으로서의 생균제, 둘째는 시군에서 등록이되는 보조사료로서의 생균제와 마지막으로 미등록된 환경개선제들이다. 그러나, 많은 검증받지 않은 제품이 유통되고 생산됨으로 인해 이를 검증할 방안마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 환경개선제로서의 생균제를 검증하기 위한 방안으로, 생균수의 검증, 항생제 내성 검증, 그리고 악취제거능에 대한 검증의 3단계 방법을 제안한다.
Probiotics are live organisms that when administered in adequate amounts confer a health benefit on hosts. The administration of direct-fed microbials (DFM) such as lactobacilli and bacillus, may be a more direct approach to beneficially alter gastrointestinal microflora than altering dietary ingred...
Probiotics are live organisms that when administered in adequate amounts confer a health benefit on hosts. The administration of direct-fed microbials (DFM) such as lactobacilli and bacillus, may be a more direct approach to beneficially alter gastrointestinal microflora than altering dietary ingredients or supplementing with growth-promoting levels of antibiotics. It is apparent that microbes have an important influence on immune development and resistance to infection; that microbes are not static colonizers of our bodies, but are dynamic, symbiotic coresidents. And it can improve the surrounding environments; decrease the malodor caused by degrade the excrement. Recently, new paradigm such as environment protection and safe food have been settled. In domestic farm house, there is a great demand for probiotics as a substitute of antibiotics for the improvement of environmental quality and the production of a competitive goods. Probiotics circulated in a country have three categories: an animal medicine permitted by national veterinary research quarantine service (NVRQS), a support feed registered in city or country house, and not-registered goods. However, lots of unqualified goods were produced and circulated. And thus, it is in urgent need of evaluating the present situation and effect of probiotics. This study was conducted to evaluate the system of a probiotics as a livestock-environment improving agents for the alternation of antibiotics and quality control of it.
Probiotics are live organisms that when administered in adequate amounts confer a health benefit on hosts. The administration of direct-fed microbials (DFM) such as lactobacilli and bacillus, may be a more direct approach to beneficially alter gastrointestinal microflora than altering dietary ingredients or supplementing with growth-promoting levels of antibiotics. It is apparent that microbes have an important influence on immune development and resistance to infection; that microbes are not static colonizers of our bodies, but are dynamic, symbiotic coresidents. And it can improve the surrounding environments; decrease the malodor caused by degrade the excrement. Recently, new paradigm such as environment protection and safe food have been settled. In domestic farm house, there is a great demand for probiotics as a substitute of antibiotics for the improvement of environmental quality and the production of a competitive goods. Probiotics circulated in a country have three categories: an animal medicine permitted by national veterinary research quarantine service (NVRQS), a support feed registered in city or country house, and not-registered goods. However, lots of unqualified goods were produced and circulated. And thus, it is in urgent need of evaluating the present situation and effect of probiotics. This study was conducted to evaluate the system of a probiotics as a livestock-environment improving agents for the alternation of antibiotics and quality control of it.
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문제 정의
본고는 항생제를 대체하고, 축산환경을 개선시킬 목적으로 활용되는 생균제의 문제점을 알아보고, 이들의 균일한 품질관리를 위한 검증방안을 모색해보았다.
제안 방법
가축배설물에서의 악취발생은 배설물의 상태 환경 조건(온도, 습도, 환기량), 시간의 경과 등, 여러가지 인자의 영향을 받는 불안정한 상태이고, 같은 조건에서 측정하여도 측정치가 다르게 나오는 경우가 발생하여 이러한 것을 고려하여 물질 사용구와 미사용구의 대조구를 두는 것과 함께, 얻어진 데이터에 대하여 통계 처리하여 유의차를 확인하는 것을 전제로 하여 시험방법을 설정하였다.
다음은 분무용 환경개선제의 검증방법으로서 국내 수도권매립지 관리공사에서 탈취제 용액에 대하여 규정한 사양을 기초로 삼아 본 연구진이 제안하였다. 탈취제의 성능은 유황계 화합물, 질소화합물, 휘발성지방산 등의 경우 90% 이상 제거 되어야한다.
그러나, 많은 검증받지 않은 제품이 유통되고 생산됨으로인해 이를 검증할 방안 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 환경개선제로서의 생균제를 검증하기 위한 방안으로, 생균수의 검증, 항생제 내성 검증, 그리고 악취제거능에 대한 검증의 3단계 방법을 제안한다.
1, 2)를 사용하여 시험법 1 “돈분 배설물 측정”과 시험법 2 “계분 배설물 측정”을 시행하였다[60]. 시험법 1의 장치는 분뇨혼합물에서 NH3) 황 화합물의 휘발량을 평가하기 위해 제작된 것으로 시료를 배양기에 넣고 암모니아의 경우 일정 온도에서 연속적으로 통기조건하에서 발생하는 악취를 포집, 채취하나, VFAs는 측정시만 정온 통기하고, 황 화합물은 측정 시만 정온밀폐하여 분석하는 형태로 하였다. 반면, 시험법 2는 모든 악취물질을 정온 연속통기를 통해 동시에 측정하는 특징을 가지고 있다.
채취하고 악취 측정을 하였다. 이것과 함께 대조 구로서 물질을 급여하지 않은 가축을 같은 조건으로 사양하고 배설물을 채취하여 악취의 측정을 비교한다. 다양한 악취 측정 방법이 있겠지만, 일본 초지연구소에서 제안한 방법을 인용하겠다[60].
탈취제성능 시험조건은 온도 23±5℃, 상대습도 50±10%,탈취시험 용기크기 40 cmx40 cmx60 cm=96 L로 하였으며, 투입 제제양은 약품별 희석비율(물 : 탈취제 =100: 1~200 : 1)의 범위 내에서 고공탈취분사기 (d>=0.3 mm)로 20 mL를 분무 살포한 후 측정하였다.
이론/모형
암모니아의 경우 용액흡수법으로 채취하고 인도페놀법으로 분석하며, 경시 변화 측정은 간단하게 가스 검지관에 의한 측정도 병용한다. VFAs는 알칼리 희석법으로 채취한 후 FID가 장착된 gas chromatography에 의하여 분석한다. 황화합물류는 시료채취백이나 실린더를 이용하여 채취한 후 FPD가 징착된 gas chromatography에 의하여 분석한다.
다양한 악취 측정 방법이 있겠지만, 일본 초지연구소에서 제안한 방법을 인용하겠다[60]. 악취의 측정은 기본적으로 악취발생장치 (Fig. 1, 2)를 사용하여 시험법 1 “돈분 배설물 측정”과 시험법 2 “계분 배설물 측정”을 시행하였다[60]. 시험법 1의 장치는 분뇨혼합물에서 NH3) 황 화합물의 휘발량을 평가하기 위해 제작된 것으로 시료를 배양기에 넣고 암모니아의 경우 일정 온도에서 연속적으로 통기조건하에서 발생하는 악취를 포집, 채취하나, VFAs는 측정시만 정온 통기하고, 황 화합물은 측정 시만 정온밀폐하여 분석하는 형태로 하였다.
국내에서는 악취방지법(2005) 시행으로 환경중의 악취 규제가 강화되고 있지만 그 가운데 22 종류의 악취물질을 [지정악취물질}로서 규정하고 있다. 여기서 암모니아와, VFAs, 황 화합물류에 대하여 대기오염 공정시험법에 따라서 측정한다. 암모니아의 경우 용액흡수법으로 채취하고 인도페놀법으로 분석하며, 경시 변화 측정은 간단하게 가스 검지관에 의한 측정도 병용한다.
성능/효과
기술개발 동향을 통해 알아본 결과 일본은 세계 특허출원 건수의 절반가량을 차지하여 개발을 주도하고 있으며, 우리나라는 아주 낮은 수준의 기술을 보이는 것으로 나타났다. 연구현황을 살펴보면, 미생물을 유전공학적 처리로 개량하여 효소활성을 향상시키며 , 그 생성물을 식품[27], 의약품[9] 또는 사료용[48, 57, 61}으로 사용하는 것이 주를 이룬다.
셋째 , 보존성이 높아야 하므로, 식용균은 동결 건조시 사멸하지 않아야하며, 사료용은 펠렛화등의 가공 시 생존해야한다. 넷째, 대장과 직장에 도달하여 장운동을 촉진시켜야하므로, 위산이나 담즙 등의 효소에 분해되지 않아야한다[10, 13, 26, 39, 41, 43], 일반적으로 자연계에 있는 미생물이 위의 모든 조건을 만족한다는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서, 유전자 조작이나 캡슐화 및 동결건조 등을 통해 위의 조건을 충족시켜주어야만 한다[44].
3% 담즙산에서의 생존률은 이와는 달리 Sacharomyces sp.는 영향을 거의 받지 않았으며, Cl. acidophilume B. polyfermenticuse: 대조군에 비하여 각각 10%, 4%의 생존률을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 위액에서 가장 높은 생존율을 보이던 Lactobacillus sp가 1/ 105의 생존율을 보였다.
polyfermenticuse: 대조군에 비하여 각각 10%, 4%의 생존률을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 위액에서 가장 높은 생존율을 보이던 Lactobacillus sp가 1/ 105의 생존율을 보였다. 한편, 췌장액에선 이들 미생물의 증식이 오히려 촉진되는 것으로 나타났으며, 유해세균에 대한 제거 능력도 우수한 것으로 나타났다.
둘째, 투여되는 가축이나 이 가축을 섭취하게 되는 사람에 안전성이 보장되어야한다. 셋째 , 보존성이 높아야 하므로, 식용균은 동결 건조시 사멸하지 않아야하며, 사료용은 펠렛화등의 가공 시 생존해야한다. 넷째, 대장과 직장에 도달하여 장운동을 촉진시켜야하므로, 위산이나 담즙 등의 효소에 분해되지 않아야한다[10, 13, 26, 39, 41, 43], 일반적으로 자연계에 있는 미생물이 위의 모든 조건을 만족한다는 것은 매우 어려운 일이다.
가지의 물질을 측정하는 것은 곤란하다. 시험법 2에서는 동일 장치 시료에서 전 항목의 측정이 가능하지만 시험 결과에서 VFAs와 황 화합물류의 측정치가 사료첨가형 미생물제제를 급여한 시험군에서 오히려 대조군에 비하여 약간 증가하는 경향을 보이거나 큰 차이가 없게 나타났다. 따라서 이런 방법은 축종을 지정하여 실험한 것은 아니고, 여러 가지 장점과 단점이 있기 때문에 목적에 맞는 것을 선택하는 것이 좋다.
또한, 위액에서 가장 높은 생존율을 보이던 Lactobacillus sp가 1/ 105의 생존율을 보였다. 한편, 췌장액에선 이들 미생물의 증식이 오히려 촉진되는 것으로 나타났으며, 유해세균에 대한 제거 능력도 우수한 것으로 나타났다. 결국 사용되는 생균제의 종류에 따라 가공방법과 저장 안정선을 높이는 방법이 강구되어야 할 것으로 사료된다.
후속연구
따라서, 앞으로 축산식품의 안정성과 동물의 복지를 고려한 유기 축산으로 변경이 이루어지며 사료업계도 HACCP(위해요소 중점관리제도)가 실시될 것이며 광역 친환경 농업단지가 조성될 것으로 전망된다. 따라서 생균제의 사용은 앞으로도 계속 증가할 것이며 이러한 인증제도 및 검증을 통해 현재 난립되어있는 제품 중에서 우수한 제품만이 살아남을 것이다. 또한, 최근에 synbiotics의 개념이 도입되면서 배양액을 건조시켜 재사용하는 방식 또는 기능성 물질을 prebiotics로서 추가하는 등의 기능성을 높인 고부가가치의 생균제로 발전하고 있다.
최근 안전한 먹거리와 건강식품에 대한 관심이 높아져서 이제는 과거의 생산성 향상을 위해 밀집사양으로 진행되어오던 사육방식이나 항생제나 화학비료를 이용하던 방식으로는 값싸고 질 좋은 수입품과의 경쟁에서 살아남을 수 없다. 따라서, 앞으로 축산식품의 안정성과 동물의 복지를 고려한 유기 축산으로 변경이 이루어지며 사료업계도 HACCP(위해요소 중점관리제도)가 실시될 것이며 광역 친환경 농업단지가 조성될 것으로 전망된다. 따라서 생균제의 사용은 앞으로도 계속 증가할 것이며 이러한 인증제도 및 검증을 통해 현재 난립되어있는 제품 중에서 우수한 제품만이 살아남을 것이다.
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