초록 ▼

○ 연구결과
제 1세부과제
1.Zn-VitC Chelating표준화 공정 마련
가.Zn-VitC chelate제품 공정과정의 개발
Monohydrate zinc sulphate를 증류수와 혼합 및 가열하여 zinc sulfate solution을 준비한다.여기에 준비된 VitC를 혼합 후 30분간 80℃의 온도에서 가열하여 Chelating 과정을 거친다.이후 carrier를 넣고 가열하여 건조된 고형물을 분쇄하여 제품을 생산하였으며 검수과정을 통해 VitC함량을 측정하였다.
나.건조 조건에 따른 Vita

○ 연구결과
제 1세부과제
1.Zn-VitC Chelating표준화 공정 마련
가.Zn-VitC chelate제품 공정과정의 개발
Monohydrate zinc sulphate를 증류수와 혼합 및 가열하여 zinc sulfate solution을 준비한다.여기에 준비된 VitC를 혼합 후 30분간 80℃의 온도에서 가열하여 Chelating 과정을 거친다.이후 carrier를 넣고 가열하여 건조된 고형물을 분쇄하여 제품을 생산하였으며 검수과정을 통해 VitC함량을 측정하였다.
나.건조 조건에 따른 Vitamin C 함량 비교검토
Silicagel의 순도의 차이에 따른 조건으로 Zn-VitC chelate제조공정을 진행한 후 생산된 제품을 UV spectrophotometer로 분석 spectrum을 측정한 결과,중국산 silicagel로 생산된 제품의 경우 spectrum상에서 peak가 뚜렷하지 않아 Zn-VitC 화합물의 측정이 애매한 것으로 나타났다.반면 순도가 높은 silicagel을 사용하여 제조한 Zn-VitC 화합물의 측정 파장이 320~330nm 파장에서 측정가능한 것으로 나타났다.이러한 조건에서 실험을 반복한 후 325nm에서 순도 높은 silicagel을 사용하여 Zn-VitC 화합물을 생산하는 것이 가장 적정한 공정인 것으로 확인되었다
다.Zn-VitC의 Chelation결합을 입증하기 위한 분석 방법
P-XRD 분석 방법은 분말의 결정 구조 분석 방법을 통한 Zn-VitC의 Chelation을 확인할 수 있는 분석법으로 물질의 결정구조와 화합 형태가 다르면 회절 패턴의 형태가 변화하여 표준 물질의 데이터 파일과 대조해서(JCPDS card이용)물질을 구별할 수 있으며,결정의 면 간격을 정확히 측정이 가능하며,결정 내부의 변형에 대한 검토가 가능하며,혼합물의 회절 패턴은 시료를 구성하고있는 각 화합물의 회절 패턴을 중첩시킴으로서 비교분석할 수 있다.개략적인 구조를 알고 있는 경우는 회절 패턴을 정밀하게 측정해서 결정구조 해석이 가능한 방법이다.
Zn-VitC Chelation화합물을 제조하여 건조 조건에 따른 P-XRD 분석 spectrum을 비교 분석한결과 80℃와 60℃에서 건조된 제품의 spectrum은 비슷한 결과를 나타내었다.80℃에서 건조된 것보다는 60℃에서 건조된 것이 더 좋은 spectrum을 나타내었고,40℃에서 건조된 것은 더욱 개선된 spectrum을 나타내었다.
라.Zn-VitC Chelation화합물의 정량 분석
TGA/DSC 측정은 일정한 속도로 온도를 변화시켰을 때 일정 시간동안에 일어난 시료 무게의 변화를 측정하는 방법이며,측정 분석 시 고감도 저울의 사용으로 다른 기기에 비해 정량적인 성질을 연구하는 데 좋고,또한 무게는 길이,시간 등과 같은 측정 대상이 넓으며, 무게변화량의 측정으로 정밀도가 높고 재현성이 좋은 것으로 나타났다.측정 결과로는 18.19%의 수분과 45.73%의 휘발성성분,7.36%의 고정탄소 28.72%의 Residue로 분석 되었으며,Zn는 28.72%,VitC는 53.09%로 Zn와 VitaminC의 1:2비율로 chelation결합을 입증하는 것으로 분석되었다.
2.산도를 달리한 조건하에서의 일반 VitaminC와 Zn-VitC의 안정성 비교분석
VitaminC는 강한 환원력을 지닌 불안정한 화합물로 알려져 있다.그리고 건조 조건에서 110℃까지 열을 가했을 때는 그 성분이 변하지 않지만,고온다습한 환경에서는 성분이 파괴되기 시작하며,약 알칼리성 pH 조건하에서는 더 불안정하다.특히 촉매 작용을 하는 물질 존재 하에서 더 빠르게 분해된다.사료 내의 인산염이나 아미노산,tracemetal등의 요소들은 VitaminC의 분해 속도를 더 빠르게 촉진시킨다.특히 보고된 바에 따르면 금속 성분 중 구리 이온 1/1000mol이 VitaminC의 분해를 1000배 빠르게 한다고 알려져 있다.또한,펠렛 사료 조제 시 압착단계와 같은 사료 생산 조건에 있어서 expanding은 VitaminC의 분해를 더 촉진시킬 수 있다.Zinc-VitaminC의 안전 성 연구를 하기 위하여 본 연구 팀은 비교적 강한 산화 조건에서 다양한 용매를 사용하여 Zinc-VitaminC의 안전성을 조사하였다.
조사한 결과 일반 Vitamin C는 중성 pH조건에서 6시간 만에 100% 파괴되었다. 그러나 Zinc-Vitamin C의 경우 6시간 후 14.35%,8시간 후 18%가 되었으며 이후 유지율은 4시간동안 6.8배 상승한 것으로 나타났다.
산성 조건하에서의 일반 Vitamin C와 Zn-VitC의 안정성 비교를 하기 위해 먼저 실험 조건으로는 상온에서 20mg/ml수용성 용액과 300ppm Cu2+,제품의 자연 상태의 pH(pH 3.56:Zn-VitC, pH 2.70:일반 Vitamin C),상온에서 노출에 의한 산화정도 측정을 하였다.실험 결과 Vitamin C 또는 Zinc-Vitamin C 제품 자체의 pH조건에서 Vitamin C는 7시간 동안 71.3% 파괴되었다.반면 Zinc-Vitamin C는 7시간 동안 13.2% 파괴되었으며, 유지율은 약 3배 증가하였다. 그리하여 Zinc-VitaminC는 일반 VitaminC보다 안정성이 훨씬 높은 것으로 확인되었다.
3.Zn-VitC chelate제품의 상업화를 위한 관련 기술개발
가.온도,습도 안정성 테스트 결과
Zn-VitC 제품에 대한 온도,습도 안정성 테스트를 하기 위하여 VitC 각각의 중량을 23,24, 25g으로 하고,Silica(Whitecarbon)을 43.64,42.64,41.64로 맞춰 전체 중량을 100g으로 sample을 제조하였고,온도는 30,50,70℃에서 각각 측정하였으며,습도는 각 온도에 따라 10% 간격으로 증가 시키면서 온도,습도 안정성 테스트를 실시하였다.실험 결과 Zn-VitC 제품은 온도 50℃이하, 습도 70%이하 일 때 가장 안정한 것으로 결론 내리게 되었다.그리고 1:2비율을 가장 잘 유지하는 함량은 총량 100g일 때 ZnSO₄ 33.34g,VitC 24g,Silica42.64g인 것으로 확인하였다.
나.밀봉에 관한 온도,습도 안정성 테스트 결과
Zn-VitC 제품 밀봉에 관해 온도,습도 안정성 테스트는 VitC 중량 23g,24g에 대해 은박지 밀봉,지퍼백(비닐)밀봉 조건을 맞추어서 실시하였다.실험 결과,Zn-VitC 제품 포장 시 비닐보다 은박지로 포장하는 것이 온도,습도에서 가장 안정한 것으로 보이며,온도는 70℃이하 그리고 습도는 80% 이하에서 보관 하는 것이 가장 안정할 것으로 사료된다.
다.햇빛 노출에 따른 안정성 테스트 결과 보고
질소포장이나 일반 밀봉포장의 경우 햇빛에 노출되어도 Vitamin의 함량 변화는 없었다.공기중에 노출되었을 때 제품이 공기 중의 수분을 흡수하여 수분이 증가함으로써 Vitamin의 함량이 조금 감소하는 경향을 보였고,질소포장 및 일반 밀봉 포장에서는 수분 함량의 변화가 없었으며,따라서 제품의 주성분인 아연과 Vitamin의 1:2성분비에는 커다란 변화가 없는 것으로 조사되었다.
제 2세부과제
1.3T3-L1preadipocyte를 이용한 세포분화 조사
Zn는 알맞은 농도로 체내에 공급 시 Nitricoxide를 억제시켜 각종 질병을 예방하고 면역력을 향상시키며 세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있다.그러나 무기태 아연은 그 흡수율이 매우 낮은 것은 이미 알려져 가축사료에는 유기태 아연으로 이용되고 있다.VitC 역시 이미 많은 연구결과를 통해 면역 및 지방세포의 분화에 매우 효과적이라는 내용이 알려져 있으나 쉽게 산화되어 버리는 특성 때문에 사료첨가제로 사용하는데 어려움이 있다 (TsukaguchiH etal.,1999).이에 본 연구에서는 VitC와 Zn을 Chelating 시킴으로서 유기태로 만들며 Vitamin C의 안정성까지 고려한 VitC-Zn킬레이팅 제품 개발을 통해 VitC의 산화를 방지하고 Zn와의 combination을 통한 흡수력 및 지방세포의 분화율 증가를 목표로 연구 실시하였다.이를 위하여 1차적으로 3T3-L1지방 세포주를 이용하여 세포 독성을 측정하였고 Glycerol-3-phosphate Dehydrogenase(GPDH)및 Oil-red O 염색을 통해 처리물의 농도에 따른 지방 분화능을 평가하였다.또한 RT-PCR을 통해 핵 내 전사단계에서의 유전자 발현을 측정하여 세포분화와 관련된 signalingpathway를 확인 하였다.
가.CCK-8assay를 통한 Zn,VitC,ZnC chelate제품의 3T3-L1세포에 대한 독성 평가
Zn와 VitC 그리고 Zn-VitC chelate제품의 세포에 대한 독성을 평가하기 위하여 3T3-L1세포주를 FBS 배지로 증식시킨 후 각각의 첨가물을 농도 및 시간대별로 처리하였다.연구결과 VitC의 경우 농도 및 시간에 따른 세포독성이 나타나지 않았다.그러나 Zn-methionine을 농도 및 시간대별로 측정한 결과 25ppm까지는 세포독성이 관찰되지 않았으나 50ppm에서 세포독성이 나타났고, 이러한 현상은 24,48,72시간의 모든 시간대에서 동일하게 관찰되었다.
일반적으로 Zn를 세포에 고농도로 처리할 경우 세포 내 reactiveoxygen species(ROS)가 증가하며 결과적으로 proteinkinaseC(PKC)와 mitogen-activatedprotein(Map)kinase(Erk1andErk2)를 활성화 시켜 세포가 사멸하는 것으로 보고되고 있다(Hensley K etal.,2000;PalmerHJetal., 1997). 이러한 결과를 바탕으로 할 때, Zn-methionine의 고농도 처리 (50ppm)에 따라 MAPK(Erk1,Erk2)및 PKC signaling pathway의 발현으로 3T3-L1세포가 사멸하였을 가능성이 있는 것으로 사료되며,현재 RT-PCR을 이용하여 세포사멸 유전자의 발현을 확인 중에 있다. Zn-VitC chelate제품을 3T3-L1세포에 처리한 결과 흥미롭게도 6.25,12.5,25ppm 농도뿐만이 아니라 50ppm에서도 독성이 관찰되지 않았다.이는 Zn와 VitC가 1:2의 비율로 결합함에 따라 Zn의 고농도 처리에 의해 발생하는 reactiveoxygen species(ROS)를 VitC가 완화시켜 protein kinase C(PKC)와 mitogen-activatedprotein(Map)kinase(Erk1andErk2)의 과발현에 따른 세포사멸을 완화시킨 결과라고 판단된다.
나.GPDH assay를 통한 지방세포 분화능 연구
GPDH는 Triglyceride합성에 있어서 지방산을 결합하기 위한 골격을 제공하는 데에 매우 중요한 역할을 하는 효소로써 지방합성의 지표로 잘 알려져 있다. 이 효소는 Dihydroxyacetone phosphate 를 환원하여 Glycerol-3-phosphate를 생성하는 효소이다.3T3-L1 세포를 10% calf serum 이 함유된 DMEM 배지에 배양하여 confluent상태를 유도한다.이렇게 confluent를 유도하게되면 세포는 G0phase에 도달하여 cellgrowtharrest가 일어나는데,이때 분화유도 물질을 처리하게 된다.분화유도 물질은 4가지로 3-isobutyl-1-methylxanthine(IBMX),Dexamethasone,Insulin 그리고 FBS 이다.분화유도 물질을 처리하게 되면 cellcycle arrest상태였던 세포들은 mitotic clonalexpansion을 하며 분화가 일어나기 시작하는데 분화 유도 후 추출물을 농도별로 처리하여 분화 촉진 작용을 측정한다.GPDH 활성을 측정한 결과,VitC의 경우 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내어 지방세포 분화의 촉진효과를 증명하였다.Zn-methionine을 농도별로 3T3-L1세포에 처리한 결과 GPDH 활성이 25ppm 까지 증가하는 경향을 나타내었으나 50ppm에서는 감소하는 것으로 연구되었다.이러한 결과는 이미 보고되어진 apoptosis발생 유도를 통한 항비만성 치료 연구내용(JiyunAhnetal.,2008)및 Zn-methionine의 결과로 비추어 볼 때 Zn의 고농도 처리에 의한 세포사멸로 지방세포의 수가 감소한데 기인한다고 사료된다. Zn-Vit C chelate 제품의 경우 Zn-methionine을 처리한 경우보다도 GPDH 활성이 더욱 촉진됨을 확인할 수 있었는데,이는 Zn와 VitC 결합에 의해 Zn의 고농도 처리에 의한 부작용을 VitC가 완화시키고 Zn로 인해 VitC의 산화가 방지되어 상호간에 시너지 효과에 따른 결과라고 할 수 있다.
다.Oil-redO
Oil-redO 염색법을 통해 Zn,VitC 그리고 Zn-VitC chelate제품의 지방세포 분화능을 연구하였다.연구결과 VitC의 경우 농도 의존적으로 적색 spot이 증가하는 경향이 나타남을 알 수 있는 데 이는 Oil-red O 염색시약에 의하여 세포내 triglyceride가 염색된 것으로 적색 spot이 증가함은 지방세포분화가 촉진되었음을 의미한다.Zn-methionine을 처리한 경우 25ppm 까지는 증가하는 경향을 보이지만 50ppm에서 다소 감소하는 것으로 나타났다.Zn-VitC chelate제품의 경우 결과와 마찬가지로 Zn-methionine처리 시 보다 세포분화능이 증가하였으며,이러한 결과는 GPDH와 동일한 경향을 보여주었다.
라.Zn-methionine및 VitC 그리고 Zn-VitC chelate제품의 처리가 지방전구세포의 mRNA 발현에 미치는 영향
지방분화에 관여하는 대표적인 인자들은 aP2(fatty acid binding protein:FABP)을 포함하여 Fatty acid synthase(FAS), proliferation activated receptor-γ (PPARγ)와 CCAAT-enhancer bindingprotein-(C/EBPα)등이 잘 알려져 있는데 이들은 지방세포를 성숙하게 하고 지질대사에 관여하는 유전자 발현을 자극하여 지방축적에 관여한다 (FrancineM 등,1998).PPARγ는 지방조직에 서 주로 발현되며 지방조직 생성과 lipid 저장에 중요한 역할을 담당하며 PPARγ targetgene에는 지방 특이적 지표 유전자(fat-specificmarkergene)인 adipocytefatty acid binding protein (aP2), LPL,leptin 그리고 tumor necrosis factor α(TNFα)유전자 등이 있다 (Motojima etal.,1998;Tontonozetal.,1995).보고된 연구결과에 의하면 PPARγ는 lipid와 glucose대사 및 지방조직 생성을 조절하는데 중요한 역할을 한다.
PPARγ와 C/EBPα 유전자들은 지방전구세포에서는 발현되지 않다가 지방세포로 분화되는 과정에서 발현되기 시작하는데,특히 많은 지방세포 관련 유전자가 발현되기 바로 직전에 발현이 되는 것으로 알려져 있다.G0 phase에 도달한 3T3-L1 세포 주에 MDI배지(분화유도배지)를 처리하여 분화 유도 후,VitC,Zn-met,Zn-VitC chelate제품을 농도별로 처리하여 지방세포 분화와 관련된 mRNA의 발현양을 측정하였다.연구결과 VitC의 경우 농도 의존적으로 PPARγ 및 C/EBPα의 발현이 확연하게 증가하였으며 adipocytefatty acid binding protein(aP2)및 leptin 역시 증가하는 경향을 보여 Oil-redO 및 GPDH 결과와 유사한 경향을 나타내었다.하지만 Zn-methionine의 경우 앞선 결과와는 다르게 PPARγ,C/EBPα,aP2그리고 leptin의 발현이 Control과 비교하여 별다른 차이점을 나타내지 않아 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.한편,Zn-VitC chelate제품을 처리한 그룹에서는 농도 의존적으로 aP2,leptin,C/EBPα 그리고 PPARγ 모두 증가하여 Zn-VitC chelate제품의 지방 세포 분화 촉진 기능을 증명하였다.
2.비육우의 조직 배양 세포를 이용한 Zn-VitC가 지방분화에 미치는 영향
가.Differentiation
연구결과 Control에 비해 ZnC의 농도가 증가할수록 분화가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 마우스 지방전구세포에서와 같이 비육우의 지방조직으로부터 분리한 조직배양세포에서도 ZnC를 첨가 하였을 때 동일하게 지방 분화가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
나.OilredO staining
연구결과 Control에 비해 ZnC의 농도 의존적으로 적색 spot이 증가하는 경향이 나타남을 알 수 있는데 이는 Oil-redO 염색시약에 의하여 세포 내 triglyceride가 염색된 것으로 적색 spot이 증가함은 지방세포분화가 촉진되었음을 의미한다.
3.Zn-VitC 제품과 현재 시장에서 유통 되고 있는 Zn-Methionine제품 간 비교 사양 실험
Zn-VitC 제품과 현재 시장에서 유통 되고 있는 Zn-Methionine제품과 비교하기 위해 경기도 안성 소재 농가에서 비육 후기 23개월 령 36마리를 설정 하였으며.대조구인 Control구와 첨가구인 Zn-Metionine구로 나누었으며,총 7개월 간 사양실험을 하였다.
도축 후 등급판정 결과를 분석하였으며,도축장에서 신장 지방을 채취하여 지방산 함량을 조사하였으며,혈액을 채취하여 혈액 내 Vitamin함량 및 혈액 성분을 조사하였다.도축 후 목심을 구입하여 물리화학적 분석 변화를 조사하였다.
가.사양실험 등급 판정 결과 분석
(1)등지방 두께
한우 비육우에 사료 내 Zn-Met과 ZnC의 첨가 급여가 등지방 두께에 미치는 영향을 조사하였다.등지방두께의 측정은 등급판정부위에서 배최장근단면의 오른쪽면을 따라 복부쪽으로 3분의 2 들어간 지점의 등지방을 mm단위로 측정한 것으로 본 실험에서는 비육우의 대조군과 처리군 모두 등지방의 두께는 유의한 차이를 보이지 않았다.그러나 대조군에 비해 처리군에서 감소하는 경향이 나타났으며 최종적으로 처리군중 ZnC그룹이 가장 얇은 것으로 나타났다.등지방 두께는 증가할수록 육량등급이 크게 감소하게 되어 경제적 손실을 가져오는 것으로 보고되고 있다.등지방 두께의 결정요인은 유전적 요인 및 사육환경의 조건 등이 영향을 미칠 수 있지만 본 실험에서는 사육환경은 동일하게 하였으나 유전적인 면은 고려하지 않고 구입하여 사육된 거세우로 무작위로 배치하여 사양실험에 이용하였기 때문에 문제가 되지는 않는 것으로 판단된다.본 연구에서 Zn-Met또는 ZnC 형태로 거세비육우에 첨가 급여 하였을 때 섭취한 에너지 중 근육 내 지방축적량이 증가함에 따라 상대적으로 등지방 두께가 얇아졌을 가능성도 배제할 수는 없는 것으로 판단되었다.
(2)등심단면적
한우 비육우에 Zn-Met과 ZnC의 사료 내 첨가 급여가 등심단면적에 미치는 영향을 나타내고 있다.등심단면적은 등급판정부위에서 가로,세로가 1㎝단위로 표시된 면적자를 이용하여 배최장근의 단면적을 ㎠단위로 측정하며,실험결과 대조군에 비해 처리군의 등심단면적이 증가 한 것을 확인할 수 있었다.특히 ZnC를 급여한 그룹의 등심단면적이 대조군에 비해 증가 하였으며 이는 소의 부분 육 중에서 상대적으로 고가의 부분인 등심을 많이 생산 할 수 있어 농가의 소득증진과 직결된다.등심단면적의 증가 요인은 유전적 요인 및 사육환경의 조건 등이 영향을 미칠 수 있지만 동일한 사육조건 가운데서 선발된 비육우로 임의로 배치하여 사양실험을 실시하였기 때문에 직접적인 원인이 될 수는 없다고 판단된다.그러나 7개월간의 사양실험기간 동안 첨가 급여한 ZnC에 의해 근육조직의 증가에 긍정적 영향을 미친 작용기전에 대해 더욱 연구할 필요가 있다고 판단되었다.선행연구 보고에 의하면 스트레스가 저감하면 근단백질 합성량이 증가 하는 것으로 보고되어 본 연구에서도 이러한 연구결과와 일치하는 연구결과를 나타낸 것으로 사료되었다.
(3)도체중
사료 내 한우 비육우에 Zn-Met과 ZnC의 사료 내 첨가 급여가 등급판정결과 중 도체중에 대한 영향을 조사하였다.도체중이란 생체중에서 도축 후 부산물 부분을 제외한 무게를 측정한 것이며, 실험 결과,대조군과 비교하였을 때 처리군의 도체중은 유의한 차이를 보이지 않았다.하지만 대조군에 비해 ZnC를 급여한 그룹의 도체중이 증가하는 경향이 있는 것으로 나타났다.이는 앞선 실험에서 확인된 바와 같이 Zn-Met또는 ZnC 첨가급여가 사료의 기호성 증가 및 사료 영양소 이용성이 증가하여 도체중량이 증가한 것으로 사료되고 또한 등지방의 두께가 얇은 소의 경우 복강 내 지방축적도 낮아 도체중이 증가 하는 것으로 보고되었다.본 연구결과 ZnC 첨가 급여군에서 등지방 두께가 얇은 결과로 볼 때 도체중이 증가한 결과와 일치된 결과라고 판단되었다.
(4)육량지수
사료 내 제품 급여에 대한 등급판정 결과 중 육량지수에 대한 결과를 분석하였다.육량지수는 {68.164-[0.625×등지방두께(mm)]+[(0.13×등심단면적(㎠)]}으로 산정하되,한우 도체의 경우 3.23가산하여 산정하며,육량지수의 등급은 육량지수의 값이 69보다 크거나 같으면 A,66보다 크거나 같거나 69보다 작으면 B,66보다 작으면 C등급이다.비육후기의 처리군와 대조군의 비육우 육량지수는 각 실험구간에 유의한 차이가 없었으나 비육우에 Zn-Met과 ZnC를 첨가 급여한 경우 대조군에 비해 육량지수가 증가하는 것으로 나타났다.본 연구에서 ZnC 첨가 급여군에서 육량지수가 증가 한것은 등심단면적이 증가 한 것에 기인하는 것으로 사료 되었다.
(5)근내 지방도
한우 비육우에 Zn-Met과 ZnC의 첨가 급여가 근내지방도에 미치는 영향을 조사하였다.근내지방도가 높은 비육우 생산은 농가의 수익성 증대에 직결되는 중요한 인자이다.Zn는 NO 생성을 억제하고 지방세포분화를 촉진하며 면역기능을 강화 하지만 무기태로 급여 시 흡수율이 낮다는 단점이 있다.VitaminC는 지방세포 분화를 촉진하고 세포활성과 항산화 효능이 있지만 단일급여 시 반추위 내에서 쉽게 분해되고 공기중에서도 쉽게 산화된다는 단점이 있다.하지만 ZnC는 체내의 Zn의 흡수를 돕고 VitC의 자체산화를 억제함으로서 비육우의 마블링을 증진시킬 수 있을 것으로 기대되어 세계적으로 처음으로 개발,제조된 유기태 미네랄이다.본 연구결과,ZnC를 첨가 급여한 한우 비육우에서 근내지방도가 대조군 및 Zn-Met군보다 유의하게 높은 것으로 나타났다.이 결과는 Zn의 흡수대사 실험을 실시하지 않았으나 Zn및 VitC의 시너지 효과로 인한 근내지방도가 증가한 것으로 사료되었다.
(6)육색
사료 내 Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine제품 첨가 급여에 따른 등급판정결과 중 육색의 변화를 분석하였다.쇠고기의 육색은 한우의 경우 4~5번이 가장 많이 출현하고 육우의 경우는 3번에서 가장 많이 출현한다.육색은 선홍색에 비해 너무 옅거나 진한 경우,지방색은 황색에 가까운 경우 등급이 하락하게 된다.본 실험결과 비육우의 고기 sample을 대조군와 처리군으로 비교하였을때 유의한 차이를 볼 수 없었다.ZnC 첨가 급여에 의한 뚜렷한 육색의 개선은 관찰되지 않았다.
(7)지육율
사료 내 Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine첨가에 따른 지육율 변화에 대한 분석을 실시하였다. 지육이란 도체에서 부산물(복강내지방,우족,내장,혈액,우피,머리)을 뺀 무게이다.지육율을 얻는 방법은 도체중량/생체중량×100이다.대조군의 비해 처리군의 지육율은 유의적 차이는 보이지 않고 있으나 ZnC가 다른 그룹에 비해 가장 높은 지육율을 나타났다.이는 Zn-VitC 화합물을 첨가하여 급여할 경우 대조군에 비해 도체중이 증가한 것에서 기인하는 것으로 판단되었다.
나.제품 급여가 생산성에 미치는 영향
(1)일당 증체량
비육우에 Zn-Met와 ZnC의 첨가급여에 대한 일당증체량 평균을 조사하였다.일당증체량이란 하루 동안 증가 된 체중의 평균치를 의미한다.조사 결과 Zn-Met와 ZcC를 보충한 처리군이 대조군보다 일당증체량이 증가하였음을 관찰할 수 있었다.이것은 비육에서 사료섭취 시 Zn화합물이 영양소 이용성을 증가시킨 것에서 기인된 것으로 사료되었다.
(2)사료섭취량
대조군과 처리군의 사료 섭취량을 비교하였다.사료섭취량은 대조군과 비교하여 처리군 사이에 큰 유의적 차이를 보이지 않았지만 대조군과 Zn-Met그룹보다 ZnC 처리군의 사료 섭취량이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.이는 Zn화합물을 첨가하여 급여 할 경우의 사료의 섭취량을 증진시키는 것으로 판단되었다.그러나 그 작용기전은 정확히 알 수 없었다.
(3)사료효율
사료 효율(Feed/Gain)은 대조군에 비해 ZnC를 첨가 급여한 거세우에서 유의한 차이를 나타내었다.Zn-Met또는 ZnC를 첨가 급여한 군의 사료 효율이 11%정도 개선되었다.대조군에 비해 아연화합물을 첨가급여한 군에서 사료효율이 증가한 것은 섭취한 사료영양소의 이용성이 증가하여 사료효율이 개선된 것으로 나타났다.선행연구결과에서도 Zn-Met첨가급여시 증체량이 증가한 것으로 보고되어 본 연구결과에서도 Zn-Met과 ZnC 첨가급여에 의해 사료효율이 증가하는 일치된 결과가 나타났다.
다.도축 후 목심 내 물리화학적 변화 측정
(1)Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 저장감량 변화
시중에 판매하는 제품과의 조직의 물리화학적 특성 비교를 위하여 사양 실험을 실시하고 도축한 한우의 목심 시료를 사각형의 일정한 모양으로 정형(10±0.5g)한 후,polyethylene bag에 넣어 4℃ 냉장실에서 1일,3일,7일간 보관하면서 발생되는 저장 감량을 측정하였다.실험 결과 처리구에 비해 대조구가 다소 높아지는 경향을 나타내었다.
(2)Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여에 의한 조직의 pH 변화
Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 조직의 pH 변화에 대해 조사하였다. pH는 일반적인 방법에 따라 시료 2g을 취하여 증류수 20mL을 혼합하고 Ultra Turrax (Janken and Kunkel, Model No. T 25, Germany)를 사용하여 8,000rpm에서 1분간 균질한 후 pH meter(MettlerToledo,340,Switzerland)를 사용하여 측정하였다.실험결과 목심의 pH는 5.64-5.75를 나타내었다.
(3)Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 가열감량 변화
Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 가열감량 변화를 조사하였다.목심 시료를 사각형의 일정한 모양으로 정형(10±0.5g)하여 polyethylenebag에 넣어 75℃ waterbath(Dae HanCo,Model10-101,Korea)에서 30분간 가열하여 상온에서 30분간 방냉 시킨 후 가열감량을 측정하였다.실험결과 처리구에 비해 대조구에서 통계적으로 유의한 차이가 나타나 근내지방도가 높을수록 가열감량이 적었다는 보고와 일치된 결과를 나타내었다.
(4)Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 조직의 전단력 변화
Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 목심의 전단력 변화를 실험하였다. 가열 감량을 측정한 목심 시료를 desiccator에서 10분간 방랭한 후 Rheometer(rheotech, RT-2005D·D Co,Japan)를 이용하여 Chartspeed 120mm/min,측정속도 30mm 시료높이 60mm, adapterNo.4로 전단력을 측정하였다.실험 결과 대조구와 처리구 간의 차이는 없는 것으로 조사되었다.
(5)Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 조직의 보수력 변화
Zn-VitC 제품과 Zn-Methionine의 첨가 급여 시 도축 후 목심의 보수력 변화에 대해 실험하였다.목심의 보수력 측정은 Grau-Hamm의 여과지 압착법을 이용하여 측정하였다.실험 결과 대조구와 처리구의 통계적 유의차는 없는 것으로 나타났다.
라.도축 후 신장 주위 지방의 지방산 조성 측정
비육우 사료에 Zn-Met과 ZnC 첨가 급여 후 신장 내 지방의 지방산을 분석하였다.실험결과 대조군과 처리군을 비교하였을 때 지방산 분석결과는 유의한 차이를 보이지 않았다.
마.도축 후 혈액 내 비타민 측정
(1)비타민 C 측정
비육우 사료에 Zn-Met과 ZnC 첨가 급여가 혈액 내 VitaminC 함량에 미치는 영향을 조사하였다.실험 결과 대조군에 비해 Zn-Met을 첨가 급여한 그룹의 혈액 내 VitaminC 함량이 다소 낮아지는 경향을 나타낸 반면 ZnC를 첨가 급여한 그룹에서는 대조군에 비해 혈액 내 Vitamin C의 함량이 다소 높은 것으로 나타났다.이는 정확히는 알 수 없으나 Zn에 VitaminC를 킬레이팅 시켰을 때 Zn와의 시너지작용으로 Vitamin C의 자동산화를 억제하고 흡수를 도와 혈액 내 Vitamin C의 함량이 증가된 것으로 사료되었다.
바.혈액 성분 분석
(1)Glucose
한우 비육우 사료에 Zn-Met과 ZnC 첨가 급여가 혈장 글루코스에 미치는 영향을 나타내고 있다.세 그룹 사이에 혈장 Glucose농도는 차이를 보이지 않았으나 Zn-Met과 ZnC를 첨가급여한 그룹에서 혈장 글루코스 수준이 증가하는 경향을 보였다.이 결과는 Zn-Met과 ZnC 급여로 인한 위장관내에서의 글루코스 흡수를 증가시키는 결과로부터 기인하였거나 Zn-Met과 ZnC 급여에 의해 지방교잡이 강화되고 비육후기의 고 에너지섭취에 의한 과다한 지방축적으로 지방조직에서 분비되는 Adipokine의 영향을 받아 인슐린 감수성이 다소 감소하여 혈중 Glucose가 세포내로 흡수되는 효율이 다소 감소하였을 가능성도 배제할 수 없다.
(2)Totalcholesterol
한우 비육우의 Zn-Met과 ZnC의 첨가 급여가 혈장 중 총 콜레스테롤 수치를 비교한 결과이다. 한우거세비육우의 혈장 중 총 콜레스테롤 수치를 비교해본 결과 Control그룹과 Zn-Met그룹 보다 ZnC그룹이 유의하게 증가한 것으로 나타났다.콜레스테롤 수치와 지방교잡도는 정(正)의 상관관계가 있는 것으로 보고되어 본 연구에서도 혈장 중 총 콜레스테롤 수치가 대조 및 Zn-Met군에 비해 증가한 것은 ZnC 급여군에서 마블링 수치가 높아졌을 가능성이 제시되었다.
(3)BUN
사료 내 Zn-Met과 ZnC의 첨가 급여가 한우거세비육우의 혈액 내 요소성질소(BUN :blood ureanitrogen)에 미치는 영향을 나타내었다.소의 혈중 BUN은 대개 사료 내 단백질 수준을 잘 반영해 주는 성분으로 사료 내 아미노산의 함량이 동물의 요구량에 충족되면 최소량에 달하며 단백질 섭취량과는 정의 상관관계,사료단백질의 아미노산 조성과는 부의 상관관계를 나타낸다고 하였고 BUN 함량증가는 혈액속의 과잉아미노산 함량을 의미하는 바 그 함량이 낮을수록 체내 아미노산의 이용효율이 높고 체단백질 합성이 활발하다고 할 수 있다.본 연구의 실험결과 혈액 내 요소성질소의 농도는 각 실험구간에 유의한 차이가 없었으나 Zn-Met급여구에 있어 다소 낮아지는 경향을 나타내었다.이러한 결과에 대해 정확히 알 수 없으나 신장의 사구체에서 요소의 재흡수가 다소 감소한 결과에서 기인된 것으로 사료된다.
(4)Totalbilirubin
한우 비육우의 대조구와 처리구간의 혈장 내 총 Bilirubin평균 농도를 나타낸 것으로 혈장 내Bilirubin농도는 간 기능을 검토해 볼 수 있는 인자로써 주로 적혈구파괴 산물의 지표이다.본 연구에서는 실험구간에 차이는 없었으며 실험군 모두 0.1~0.4mg/dl의 정상 기준치 값을 나타내었다.
(5)GOT
대조군과 처리군에서 혈장 내 GOT의 활성을 분석하였다.GOT와 GPT는 모두 간과 다른 장기에 함유된 효소로 이것이 함유된 조직이나 장기가 손상을 받으면 세포가 파괴되면서 이런 효소들이 혈액으로 빠져 나와 혈중 농도가 증가하게 된다.GOT는 간 이외에도 심장근육과 골격근에 많이 들어 있어 이 수치가 상승하게 되면 그 효소가 많은 조직의 세포가 손상을 받은 것으로 의심할 수 있다.본 연구에서는 대조군과 처리군 모두 유사한 값을 나타내었다.
(6)GPT
대조구와 Zn-Met,ZnC 처리구에서 혈장 내 GPT의 활성을 분석하였다.GOT와 달리 GPT는 주로 간에 많이 존재하는데 GPT가 증가하면 간이나 심장근육 및 골격근의 이상을 의심할 수 있다. 본 연구에서 GPT가 대조군 및 Zn-Met군에 비해 유의하게 증가한 것으로 나타나 사료 및 사육환경에서 GPT 활성이 증가를 야기할 만한 변화가 없어 이 결과에 대한 면밀한 고찰이 필요하다고 판단되었다.
(7)Zn함량 측정
비육우 사료에 Zn-Met과 ZnC 첨가 급여 후 혈액 내 Zn함량을 측정하였다.실험결과 Zn-Met과 ZnC를 첨가 급여한 처리군이 대조군에 비해 혈액 내 Zn함량이 유의한 차이를 나타내었다.이는 Zn를 단일급여 시 체내 흡수율이 낮다는 단점이 있지만 Zn를 Met또는 VItC로 chelating하여 급여 할 경우 Zn의 체내 흡수율이 증가한 결과를 잘 반영해 주고 있다.
(8)스트레스 지표 Cortisol분석
사양실험 종료시 채취한 혈액으로부터 분리한 혈장 내 Cortiol성분을 조사하였다.연구 결과, 대조구에 비해 처리구인 ZnC구에서 스트레스 지표인 cortisol의 농도가 줄어든 것으로 나타났다.이결과는 체내 대사가 왕성하게 이루어질 때 산화산물로 발생하는 Freeradical의 과다 생성은 동물조직에 스트레스 신호로 작용하는 것으로 알려져 왔는데 본 연구에서 Zn-VitC 첨가급여시 Vitamin C 에 의한 freeradicalscavenging작용으로 Cortisol분비를 억제시켰을 가능성이 제시되었다.

Abstract ▼

1. Standardization of Zn-Vit C Chelating Process
A. Development of engineering process for the product Zn chelate with Vitamin C Zinc sulfate solution was primarily prepared by mixing Monohydrate Zinc Sulfate with DW and then heating the solution. After adding Vitamin C into the Zinc sulfate solu

1. Standardization of Zn-Vit C Chelating Process
A. Development of engineering process for the product Zn chelate with Vitamin C Zinc sulfate solution was primarily prepared by mixing Monohydrate Zinc Sulfate with DW and then heating the solution. After adding Vitamin C into the Zinc sulfate solution, chelating process was undertaken for 30 minutes by heating to 80℃. Then, the mixture was heated together with the carrier and finally, dried solid product was grounded and final product was produced. Then the Vitamin C contents was measured.
B. Comparison of Vitamin C contents according to the drying condition
When the analytical spectrum was measured using UV spectrophotometer for the product made under the Zn-Vit C chelating process with different purity of silica gel, the peak was not clear and Zn-Vit C analysis was difficult for the product made by Chinese silica gel. However, the Zn-Vit C produced using high quality silica gel was shown to be able to be measured at the 320-330nm wavelength. As a result, it is confirmed that producing Zn-Vit C chelate compounds by using high purity silica gel is the best way measuring absorbance at 325nm.
C. Analytical methods to prove the chelation binding of Zn with Vitamin C
In order to prove the chelation of Zinc with Vitamin C, P-XRD analytical methodology was introduced. P-XRD analytical methodology is known to be used for analysis of crystal structure of powder. As a result of comparison of P-XRD analytical spectrum for the Zn-Vit C chelate compounds under different drying condition of 60℃ or 80℃. It has been shown that drying Zn-Vit C chelated compounds under 60℃ was much better that the one dried under 80℃. Further, drying Vitamin C chelate compounds under 40℃ have shown more improved results.
D. Quantitative analysis of Zn-Vit C chelate compound
For the quantitative analysis of the Zn-Vit C chelate compounds, TGA/DSC (Thermogravimetric Analyzer) analytical methodology was introduced. TGA/DSC analytical methodology is measuring the weight changes during certain period of time over changing temperature. As a result of analysis, components of the Vitamin C chelate compounds contains 18.19% of moisture, 45.73% of volatile compounds, 7.36% of fixed carbon, 28.72% residues. Zinc was 28.72% and Vitamin C was 53.09% showing 1:2 ratio of Zinc:Vitamin C which proves proper chelation of Zinc with Vitamin C.
2. Technology development for commercialization of the Zn-Vit C chelate product
A. Results of stability test against temperature and humidity
It has been suggested that Zn-Vit C product was the most stable under the condition of below 50℃ and 70% of humidity. It is demonstrated that the mixing and reaction of ZnSO₄ 33.34g, Vit C 24g and Silica 42.64g was the best formula for keeping 1:2 ratio of Zn to Vitamin C.
B. Results for the proper temperature and humidity test in packaging of Zn-Vit C product
It has been demonstrated that packaging the product with thin silver layer covered packing materials was the best and should be kept under lower than 7 0℃ and 80% of humidity
C. Results for the safety test against the exposure to the sunlight.
In the results, there were no changes in vitamin contents though the product was exposed to the sunlight after packing with nitrogen gas filling or general packing with complete sealing.
When it was once opened and exposed to room environment vitamin concentration was tended to be decreased due to the moisture absorption but the products packed with nitrogen gas filling or complete sealing did not show any changes in moisture contents. Further there was no change in Zn to vitamin C ratio.
3. Investigation of 3T3-L1 preadipocytes differentiation by Zn-Vit C
Cellular toxicity of the Zn-Vit C chelate product by using 3T3-L1 preadipocyte and adipogenecity of Zn-Vit C was evaluated by GPDH and Oil Red-O staining analysis. Further, the signalling pathways related with the adipocyte differentiation was investigated through the measuring of nuclear transcription factors expression by RT-PCR.
A. Cellular toxicity test of Zn, Vit C, Zn-Vit C chelate compound in 3T3-L1 preadipocytes by CCK-8 assay
In order to investigate cellular toxicity of Zinc, Vitamin C and Zn-Vit C chelate compounds, 3T3-L1 cells were grown with FBS containing DMEM media and treated with each tested compounds time and dose dependently. As a result, Zinc-Methionine showed no cytotoxicity until 25ppm but there was cellular toxicity under 50ppm. This tendency was shown in 24 , 48 and 72 hours of incubation. In the present study, 50ppm treatment of Zinc-Methionine causesincrease of reactive oxygen species (ROS) and these ROS must have activated the protein kinase C (PKC) and mitogen activated protein kinase (MAPK: Erk1 and Erk2). It has been considered that these signalling pathways finally induced cell death program of 3T3-L1 preadipocytes. Interestingly enough, treatment of the Zn-Vit C chelated compounds, no cellular toxicity was observed even under 50ppm concentration. This may be due to the alleviation of the ROS action caused by high concentration of Zinc, and finally protected cell death through the PKC and MAPK activation.
B. Investigation of adipogenecity of Zn-Vit C by GPDH assay
The treatment of 3T3-L1 cells with Vitamin C showed dose dependent increase of GPDH activity. However, Zinc-Methionine showed similar result until 25ppm but differentiation was decreased under 50ppm. Meanwhile, Zn-Vit C chelate compounds showed increase of adipocyte differentiation in dose dependent manner and GPDH activity of Zn-Vit C chelate compounds showed even higher than Zinc-Methionine treatment. These results may be due to the alleviation of harmful effect of high concentration of Zinc by Vitamin C, and the oxidation of Vitamin C was protected by Zinc.
C. Oil-red O staining
Adipogenic effects of Zinc, Vitamin C and Zn-Vit C chelate compounds, were investigated in 3T3-L1 cells measuring lipid droplet stained by Oil red. As results shown in GPDH activities, Zinc-Methionine showed increase of lipid accumulation until 25ppm but showed slightly decreasing tendency at 50ppm. However, Zn-Vit C chelate compounds showed dose dependently increased the lipid droplet in the 3T3-L1 cells. D. Effect of Zn-Methionine, Vit C, and Zn-Vit C chelate compound treatment on mRNA expression of adipocytes differentiation related genes
It it well known that aP2 (fatty acid binding protein:FABP), Fatty acid synthase (FAS), proliferation activated receptor-γ(PPARγ), CCAAT-enhancer binding protein (C/EBPα) are expressed in the process of adipocyte differentiation. In the present study, Vitamin C remarkably increased PPARγ and C/EBPα expression. aP2 and leptin expression were also increased by the Vitamin C treatment. These results reflects the results of Oil Red O and GPDH activities, but Zinc-Methionine treatment did not show clear increase in these gene expressions compared to those of control cells. Meanwhile, Zn-Vit C chelate compounds showed aP2, leptin, C/EBPα and PPARγ expression dose dependently which supports that Zn-Vit C has a promising action as an adipogenesis modulator.
4. Comparative analysis for the stability of Vitamin C and Zn-Vit C under different pH condition.
It is known that Vitamin C is very unstable compound having a strong reductive capacity. The component of Vitamin C is not changed under drying condition or heating to 110℃ but it is easily destroyed under high temperature and high humidity condition, even more unstable under alkalic pH condition. In the present study the stability of the Zn-Vit C compounds was investigated especially under strong acidic condition using various detergents. In results, normal Vitamin C was 100% destroyed within 6 hours under neutral pH condition, but Zn-Vit C was oxidized only 14.35% in 6 hours and 18% in 8 hours, and kept stability 6.8 times more than normal Vitamin C within consecutive 4 hours. Meanwhile, under acidic condition normal Vitamin C was destroyed 71.3% within 7 hours, however in the case of Zn-Vit C it showed only 13.2% and keeping ratio of stability was 3 times more compared to normal Vitamin C. All together, it is confirmed that the stability of Zn-Vit C is remarkably higher than normal Vitamin C.
5. Effect of Zn-Vit C supplementation on differentiation in primary adipocyte cells of beef cattle.
A. Differentiation
The treatment with Zn-Vit C showed significant increase in adipocyte differentiation in dose-dependent manner, therefore, the result revealed that treatment with Zn-Vit C to primary adipocytes induced primary adipocytes differentiation as the results shown in mouse 3T3-L1 cells differentiation.
B. Oil red O staining
The treatment with Zn-Vit C showed significant increase in red spot (fat drops) dose-dependently. The adipocytes were stained by oil red o reagent which stain tryglycerides. In results, the photographs of stained primary adipocytes image showed that Zn-Vit C stimulated primary adipocytes differentiation dose dependently.
6. Comparison between the Zn-Vit C product and Zn-Methionine on sale.
To compare the differences between the product of Zn-Vit C and of Zn-Methionine on sale, we prepared 36 Hanwoo castrated beef cattle, 23 month of age, randomly divided into 3 experimental groups and fed the diet with or without Zn-Vit C in beef cattle farm in Anseong, Gyeonggi province. The beef cattle was fed for 7 months After sacrifice, the meat quality were analyzed and the perirenal adipose tissue fats were analyzed for fatty acid composition, and then chuck samples were brought to the laboratory for further analysis.
A. Analysis of meat grading results
(1) Backfat thickness
Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the backfat thickness of the beef cattle was investigated. Backfat thickness analysis of beef cattle showed no significant differences among all groups but there is a decreasing tendency from the control group, The lowest backfat thickness was found in the Zn-Vit C group.
(2) Loineye area Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the loineye area of the beef cattle. It has been found that treatment group cattle showed increased loineye area compared to control beef cattle. It is very interesting Zn-Vit C supplemented beef cattle group showed the widest loineye area.
(3) Carcass weight
Effects of dietary Zn-Met or Zn-Vit C supplementation on the carcass weight of the beef cattle are studied. The data on carcass weight of beef cattle showed no significant difference although Zn-Vit C had the highest carcass yield among all the beef cattle groups.
(4) Meat yielding index
Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the meat yielding index in finishing beef cattle are presented. Meat yielding index data in finishing beef cattle showed no significant differences among all beef cattle groups but animals fed he diet supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C showed higher meat yielding index as compared to the control group.
(5) Marbling score
Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the marbling score of the beef cattle are summarized. In the present study, the marbling score of the beef cattle clearly showed a significantly higher value in beef cattle fed the Zn-Vit C supplemented diet than the control and Zn-Met group.
(6) Meat color
Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the meat color of the finishing beef cattle are summarized. Meat color analysis of the beef samples showed no significant differences among all beef cattle groups.
(7) Dressing
The supplementary effects of Zn-Met or Zn-Vit C on the dressing percentage of the finishing beef cattle are presented in Figure 15. Data showed no significant differences in the dressing percentage among the groups but Zn-Vit C showed the highest dressing percentage compared to other beef cattle groups.
B. Body weight gain and feed conversion
(1) Daily gain
Effects Zn-Met or Zn-Vit C supplementation on the average daily gain of each experimental group beef cattle were summarized. This results showed that beef cattle groups supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C has a significantly higher average daily gain as compared to the control group.
(2) Feed intake
The average feed intake of the three treatment groups. There were no statistically significant differences, although, beef cattle groups fed with Zn-Vit C had the highest average daily feed intake among all treatment groups.
(3) Feed efficiency
Effect of dietary Zn-Met or Zn-Vit C upon feed efficiency of the beef cattle. Feed conversion(Gain/Feed) was significantly increased in steers fed the diet supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C compared to that of control group.
C. Analysis of physical characteristics of sample tissues from loin
(1) Analysis of physical characteristics of sample tissues
Effect of Zn-Met or Zn-Vit C supplementation on driploss was investigated after the sacrifice of beef cattle. In order to compare the differences between commercial meat and experimental meat, we cut the sample meat in a circular way(10±0.5g), and the meat was put on polyethylene bag. and kept in refrigerator at 4℃. and driploss was checked after 1day, 3days, 7days. There was no significant difference between control group and treat group.
(2) Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on pH changes after slaughter.
Experiment was conducted to investigate the effect of Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on changes in pH after slaughter. The pH was measured according to the usual way by mixing 2g meat sample with 20ml distilled water, then using Ultra Turrax (Janken and Kunkel, Model No. T 25, Germany), the mixture was homogenized in 8000rpm for 1 minute. The pH was measured using pH meter(Mettler Toledo, 340, Switzerland). Comparing the result of the experiment, the pH was measured at a range of 5.64-5.75.
(3) Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on cooking loss changes after slaughter
Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on cooking loss changes after slaughter was investigated. Comparing cooking loss, the square-shaped samples (10±0.5g) were placed in polyethylene bag and heated in 75℃ water bath(Dae Han Co, Model 10-101, Korea) for 30 minutes. Then the samples were allowed to be cooled in a desiccator for 30 minutes before cooking loss was measured. The results showed that treated group showed a statistically different cooking loss as compared to the control group, Treated group with higher marbling score and less cooking loss was similar with the reports of other researches.
(4) Effect of Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on shear force after slaughter.
Zn-Vit C or Zn-Met chelate product supplementation were tested for shearing force capacity of meat samples. After boiling, the meat samples were transferred to a desiccator to cool down for 10 minutes. Using Rheometer(rheotech, RT-2005D·D Co, Japan) with chart speed 120mm/min, measurement speed of 30mm/min and 60mm sample, Adapter No. 4 was used to measure shear force. Results show that there was no significant difference between the shear force capacity of the control and treated groups.
(5) Effect of Zn-Vit C or Zn-Met supplementation on water holding capacity after slaughter.
Zn-Vit C or Zn-Met chelate product supplementation were tested for water holding capacity of meat samples. Comparison of the water holding capacity was performed by the Grau-Hamm (filter paper press method). The results show that the control and treated groups have no significant difference.
D. Fatty acid composition
Fatty acid composition of perirenal fat of cattle supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C were analyzed. The experimental results showed that the fatty acid composition of the control and treated groups did not differ significantly.
E. Measurement of vitamin C
The concentration of Vitamin C in the blood of beef cattle supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C was investigated. The results show that compared to the control group, the beef cattle group supplemented with Zn-Met has a slightly lower blood Vitamin C concentration, whereas, group supplemented with Zn-Vit C had a slightly higher blood Vitamin C level. Although we do not know exactly how chelate of Zn and Vitamin C resulted in a synergistic action, it is known that Vitamin C inhibits auto-oxidation in the blood and aids in absorption.
F. Analysis of blood parameters
(1) Glucose
Effects of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the plasma glucose of the beef cattle. There were no significant differences among three groups but dietary Zn-Met or Zn-Vit C showed increasing tendency of plasma glucose level. By the addition of organic Zn as a type of Zn-Met or Zn-Vit C, nutrient absorption especially glucose uptake from gastrointestinal tract might be increased.
(2) Total cholesterol
Effects of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the total cholesterol of the beef cattle. Zn-Vit C significantly increased the total cholesterol level of the beef cattle as compared to the control and Zn-Met treated group.
(3) BUN
It is demonstrated that effects of dietary Zn-Met or Zn-Vit C on the blood urea nitrogen of the beef cattle. There was no significant difference on the blood urea nitrogen level of the beef cattle within all treatment groups.
(4) Total bilirubin
Plasma concentrations of average total bilirubin in the beef cattle after feeding with or without Zn-Met or Zn-Vit C. All the values obtained were within the normal total bilirubin level in beef cattle which is 0.1~0.4 mg/dl.
(5) GOT
Quantitative analysis of the plasma GOT activity after feeding with or without Zn-Met or Zn-Vit C. Zn-Met or Zn-Vit C supplementation showed no significant differences in the plasma GOT levels among the entire feeding groups
(6) GPT
Corrective effect of Zn-Met or Zn-Vit C on plasma GPT activities in experimental beef cattle showed a significantly higher GPT level than those of the control and Zn-Met groups
(7) Zn
Zn concentrations in the blood were measured in beef cattle fed the each diet supplemented with Zn-Vit C or Zn-Met in feed. The result showed that treated group supplemented with Zn-Met or Zn-Vit C in feeds showed a significantly higher blood Zn concentration as compared to the control group. This demonstrated that the feeding chelated Zn with Methionine or Vitamin C increases the Zn absorption in animal body as compared to supplementation with inorganic Zn alone.
(8) Cortisol
Plasma cortisol was analyzed after finishing the field trials. Plasma cortisol concentration of the cattle fed the diet supplemented with Zn-Vit C was decreased compared to control group cattle. It has suggested the possibilities that decreased plasma cortisol concentration due to the decreased free radicals produced by overactive metabolism and scavenged by vitamin C supplied by Zn-Vit C product.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 17
• CONTENTS ... 26
• 목 차 ... 28
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 1) 국내 제품생산 및 시장 현황 ... 30
• 2) 국외 제품생산 및 시장 현황 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 1절 1차년도 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 1. Zn-Vit C Chelating 표준화 공정 마련 ... 32
• 2. 비육우의 체내 스트레스 저감기전에 대한 연구 ... 40
• 3. 3T3-L1 preadipocyte를 이용한 세포분화 조사 ... 42
• 4. 산도를 달리한 조건하에서의 일반 Vitamin C와 Zn-Vit C의 안정성 비교분석 ... 52
• 2절 2차년도 연구개발수행 내용 및 결과 ... 54
• 1. Zn-Vit C 제품과 현재 시장에서 유통 되고 있는 Zn-Methionine제품 간 비교 사양실험 ... 54
• 2. 비육우의 조직 배양 세포를 이용한 Zn-Vit C가 지방분화에 미치는 영향 비교분석 ... 80
• 3. Zn-Vit C chelate 제품의 상업화를 위한 관련 기술개발 ... 82
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 98
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 99
• 1. 연구성과 목표 ... 99
• 2. 연구성과 활용 목표 ... 101
• 제 6 장 참고문헌 ... 103
• 끝페이지 ... 105