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KR102689516B1 - Method for producing rumen fluid microbial culture fluid and feed additive containing the same - Google Patents

Method for producing rumen fluid microbial culture fluid and feed additive containing the same Download PDF

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KR102689516B1
KR102689516B1 KR1020230176661A KR20230176661A KR102689516B1 KR 102689516 B1 KR102689516 B1 KR 102689516B1 KR 1020230176661 A KR1020230176661 A KR 1020230176661A KR 20230176661 A KR20230176661 A KR 20230176661A KR 102689516 B1 KR102689516 B1 KR 102689516B1
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KR
South Korea
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culture
feed
rumen fluid
rumen
fluid
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KR1020230176661A
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Korean (ko)
Inventor
정철원
문병헌
손승민
Original Assignee
(주)셀텍
주식회사 모던팜스
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Publication date
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/38Chemical stimulation of growth or activity by addition of chemical compounds which are not essential growth factors; Stimulation of growth by removal of a chemical compound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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Abstract

본 발명은, a) 소의 반추위로부터 반추위액을 채취하는 단계; b) 용존 산소를 제거한 완충액을 준비하는 단계; c) 상기 반추위액과 상기 완충액을 배양용기에서 7:3 내지 3:7의 부피비로 혼합하는 단계; d) 상기 배양용기에 미생물 증식을 위한 기질로서, 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료를 공급하는 단계; 및 e) 상기 배양용기 속의 배양물을 혐기배양하여 배양액을 얻는 단계;를 포함하는 반추위액 미생물 배양액의 제조방법 및 상기 반추위액 미생물 배양액을 포함하는 사료첨가제를 제공한다. The present invention includes the steps of a) collecting rumen fluid from the rumen of a cow; b) preparing a buffer solution from which dissolved oxygen is removed; c) mixing the rumen fluid and the buffer at a volume ratio of 7:3 to 3:7 in a culture vessel; d) supplying mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7 as a substrate for microbial growth to the culture vessel; and e) anaerobically culturing the culture in the culture vessel to obtain a culture solution. A method for producing a rumen fluid microbial culture solution comprising a step and a feed additive containing the rumen fluid microbial culture solution are provided.

Description

반추위액 미생물 배양액의 제조방법 및 이를 포함하는 사료첨가제{Method for producing rumen fluid microbial culture fluid and feed additive containing the same}Method for producing rumen fluid microbial culture fluid and feed additive containing the same}

본 발명은 반추위액 미생물 배양액의 제조방법 및 이를 포함하는 사료첨가제에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a rumen fluid microbial culture medium and a feed additive containing the same.

반추동물의 반추(ruminant)라는 말은 여러 번 씹는다는 의미의 라틴어의 ruminare에서 유래된 것으로서 소, 면양, 산양, 영양, 사슴 등의 초식동물이 이에 해당된다. 반추동물의 위는 비 반추동물과는 달리, 제1위(rumen), 제2위(reticulum), 제3위(omasum), 제4위(abomasum)로 4개의 구획으로 나누어지며 제 1위와 2위는 돼새김질을 통해 내용물이 상호 자유롭게 왕래하고 제 1위와 동일하게 발효와 흡수기능이 있어 흔히 제 1위와 제 2위(rumen-reticulum)를 통칭하여 반추위라고도 한다. 이때 반추위는 미생물이 성장하고 활동하는데 필요한 환경을 제공하며 서식하는 반추위액 미생물들은 1위의 독특한 생태학적인 균형에 의하여 조절된다. 반추위의 환경은 산화환원전위(Oxidution-reduction potential)가 250-450mV 정도로서 산소의 농도가 매우 낮은 혐기상태이며, pH는 5.5-7.0정도이고 온도는 39-41℃정도로서 대부분의 효소가 최적의 활력을 유지하는 조건을 갖추고 있다. 또한 섭취하는 사료와 물과 저작활동에 의하여 분비된 타액이 지속적으로 내부로 유입되어 미생물의 성장에 적합한 환경이 제공된다.The word ruminant comes from the Latin word ruminare, meaning to chew several times, and includes herbivores such as cows, sheep, goats, antelopes, and deer. Unlike non-ruminants, the stomach of ruminants is divided into four compartments: rumen, reticulum, omasum, and abomasum. The contents of the stomach freely pass through each other through chewing of the cud, and it has the same fermentation and absorption functions as the first stomach, so the first and second stomachs (rumen-reticulum) are commonly called the rumen. At this time, the rumen provides the environment necessary for the growth and activity of microorganisms, and the rumen fluid microorganisms that inhabit are controlled by the unique ecological balance of the first rumen. The rumen environment is an anaerobic state with an oxygen-reduction potential of about 250-450mV and a very low oxygen concentration. The pH is about 5.5-7.0 and the temperature is about 39-41℃, which is where most enzymes achieve optimal vitality. There are conditions for maintaining it. In addition, the ingested feed and water and saliva secreted through masticatory activities continuously flow into the inside, providing an environment suitable for the growth of microorganisms.

반추위라는 독특한 공간과 환경에 의하여 반추위에는 반추동물과 상호 공생관계로서 매우 다양한 미생물군(박테리아, 109~10/ml; 프로토조아, 105~6/ml; 곰팡이, 103~5/ml)이 서식하고 있다. 반추위액 미생물은 섭취한 사료를 분해하는 과정에서 미생물 상호간의 공존과 경합을 통하여 다양한 아미노산을 합성하고 복잡한 종류의 대사산물 및 신호전달 물질과 가축의 성장에 관여하는 미지성장인자를 생성한다. 따라서 반추위액 미생물은 사료를 분해하고 다양한 대사산물을 생성하여 반추동물이 이용할 있도록 하기 때문에 반추동물의 소화생리에서 매우 중요한 역할을 담당한다. Due to the unique space and environment of the rumen, the rumen contains a very diverse group of microorganisms (bacteria, 10 9-10 /ml; protozoa, 10 5-6 /ml; fungi, 10 3-5 /ml) in a symbiotic relationship with ruminants. This is inhabited. In the process of decomposing ingested feed, ruminal fluid microorganisms synthesize various amino acids through coexistence and competition between microorganisms and produce complex types of metabolites, signaling substances, and unknown growth factors involved in the growth of livestock. Therefore, ruminant fluid microorganisms play a very important role in the digestive physiology of ruminants because they decompose feed and produce various metabolites for use by ruminants.

반추위에 서식하는 대부분의 박테리아나 곰팡이류는 섬유질을 분해하여 당으로 전환시키는 가수분해 효소를 가지고 있다. 따라서 반추동물은, 단위동물은 이용할 수 없는, 식물체에서 가장 많이 분포되어 있는 섬유질을 포함한 다당류를 반추위에 공생하는 미생물에 의하여 휘발성지방산(VFAs)으로 전환시켜서 장벽을 통하여 흡수 및 이용할 수 있게 된다. 또한 질소화합물 중에서 단위동물은 이용할 수 없는 요소(Urea)나 뷰렛(Biuret), 무기태 암모늄염과 같은 비단백태 질소화합물을 미생물에 의하여 미생물체단백질(Microbial protein)로 합성함으로써 이를 흡수 이용할 수 있게 된다. Most bacteria and fungi living in the rumen have hydrolytic enzymes that break down fiber and convert it into sugar. Therefore, ruminants can absorb and utilize polysaccharides, including fiber, which are most widely distributed in plants and cannot be used by monogastric animals, through the intestinal wall by converting them into volatile fatty acids (VFA s ) by microorganisms living in the rumen. In addition, among nitrogen compounds, non-protein nitrogen compounds such as urea, biuret, and inorganic ammonium salts, which cannot be used by monolithic animals, can be absorbed and used by microorganisms by synthesizing them into microbial proteins.

이와 같은 반추위액 미생물의 활동에 의하여 생성된 다양한 대사산물과 영양원들은 가축의 생산성 향상을 위한 사료첨가제로서 활용 가능성이 매우 높은 소재라고 할 수 있다. These various metabolites and nutrient sources produced by the activities of rumen fluid microorganisms can be said to be materials with very high potential for use as feed additives to improve the productivity of livestock.

그러나 반추위액을 이용하여 사료첨가제를 개발하고 생산하기 위해서는 현실적으로 도축장에서 도축하는 과정에서 대량으로 발생하는 폐기 반추위액을 수거하여 활용할 수 밖에 없다. 그러나 도축장에서 도축과정에서 발생하는 반추위액에는 반복적인 절단과 분리과정으로부터 떨어져 나온 동물성 체조직의 유입될 가능성이 있어서 BSE(Bovine spongiform encephalopathy) 발생의 우려가 있다. 또한, 반추위액을 부패나 오염으로부터 안전하고 신속하게 수거하는 것은 쉽지 않다. However, in order to develop and produce feed additives using rumen fluid, realistically, there is no choice but to collect and utilize the waste rumen fluid generated in large quantities during the slaughter process at the slaughterhouse. However, there is a risk of BSE (Bovine spongiform encephalopathy) occurring in the rumen fluid generated during the slaughter process at the slaughterhouse, as there is a possibility that animal body tissue that has fallen off during the repetitive cutting and separation process may enter. Additionally, it is not easy to safely and quickly collect rumen fluid from spoilage or contamination.

그러므로, 가축질병의 전파와 오염원으로부터 위생적이고 안전한 방법으로 반추위액을 수거하는 것은 매우 어려운 실정이다. 따라서, 이러한 반추위액을 안전하게 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 요구된다.Therefore, it is very difficult to collect rumen fluid in a hygienic and safe manner from the spread of livestock diseases and sources of contamination. Therefore, research into ways to safely utilize this rumen fluid is required.

한국 특허공개 제10-2002-0075804호Korean Patent Publication No. 10-2002-0075804

본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, The present invention was devised to solve the above problems of the prior art,

반추동물의 반추위 내 환경과 유사한 pH, 온도, 및 혐기적 조건 하에서 반추위액을 효과적으로 배양하여 반추위액 미생물을 대량 증식시킴으로써, 반추위액의 유용 성분을 안전하게 산업적으로 활용하는 것을 가능하게 하는 반추위액 배양액의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.A rumen fluid culture solution that enables safe industrial use of the useful components of rumen fluid by effectively cultivating rumen fluid under pH, temperature, and anaerobic conditions similar to the rumen environment of ruminants to multiply rumen fluid microorganisms in large quantities. The purpose is to provide a manufacturing method.

또한, 상기 반추위액 배양액을 포함함으로써, 이 사료가 급여되는 가축의 건강을 증진시키고, 성장을 촉진하는 효과를 제공하는 사료첨가제를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose is to provide a feed additive that improves the health and promotes growth of livestock fed with this feed by including the rumen fluid culture medium.

본 발명은This invention

a) 소의 반추위로부터 반추위액을 채취하는 단계;a) collecting rumen fluid from the rumen of a cow;

b) 용존 산소를 제거한 완충액을 준비하는 단계;b) preparing a buffer solution from which dissolved oxygen is removed;

c) 상기 반추위액과 상기 완충액을 배양용기에서 7:3 내지 3:7의 부피비로 혼합하는 단계;c) mixing the rumen fluid and the buffer at a volume ratio of 7:3 to 3:7 in a culture vessel;

d) 상기 배양용기에 미생물 증식을 위한 기질로서, 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료를 공급하는 단계; 및d) supplying mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7 as a substrate for microbial growth to the culture vessel; and

e) 상기 배양용기 속의 배양물을 혐기배양하여 배양액을 얻는 단계;를 포함하는 반추위액 미생물 배양액의 제조방법을 제공한다.e) obtaining a culture solution by anaerobic culturing the culture in the culture vessel; providing a method for producing a rumen fluid microbial culture solution including.

또한, also,

반추위액 미생물 배양액을 흡착성 부형제에 흡착시켜서 제조된 사료첨가제를 제공한다.Provided is a feed additive manufactured by adsorbing rumen fluid microbial culture fluid to an absorbent excipient.

반추위액 배양액의 제조방법은 반추동물의 반추위 내 환경과 유사한 pH, 온도, 및 혐기적 조건 하에서 반추위액을 효과적으로 배양하여 반추위액 미생물을 대량 증식시킴으로써, 반추위액의 유용 성분을 안전하게 산업적으로 활용하는 것을 가능하게 하는 효과를 제공한다.The method for producing rumen fluid culture fluid is to effectively cultivate rumen fluid under pH, temperature, and anaerobic conditions similar to the environment in the rumen of ruminants to multiply rumen fluid microorganisms in large quantities, thereby safely utilizing the useful components of rumen fluid for industrial purposes. It provides an enabling effect.

또한, 본 발명의 사료첨가제는 상기 반추위액 배양액을 포함함으로써, 이 사료가 급여되는 가축의 건강을 증진시키고, 성장을 촉진하는 효과를 제공한다.In addition, the feed additive of the present invention includes the rumen fluid culture medium, thereby providing the effect of improving the health and promoting growth of livestock fed with this feed.

본 발명의 반추위액 미생물 배양액의 제조방법은 다음의 단계를 포함하는 특징을 갖는다:The method for producing a rumen fluid microbial culture medium of the present invention has the characteristics of comprising the following steps:

a) 소의 반추위로부터 반추위액을 채취하는 단계;a) collecting rumen fluid from the rumen of a cow;

b) 용존 산소를 제거한 완충액을 준비하는 단계;b) preparing a buffer solution from which dissolved oxygen is removed;

c) 상기 반추위액과 상기 완충액을 배양용기에서 7:3 내지 3:7의 부피비로 혼합하는 단계;c) mixing the rumen fluid and the buffer at a volume ratio of 7:3 to 3:7 in a culture vessel;

d) 상기 배양용기에 미생물 증식을 위한 기질로서, 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료를 공급하는 단계; 및d) supplying mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7 as a substrate for microbial growth to the culture vessel; and

e) 상기 배양용기 속의 배양물을 혐기배양하여 배양액을 얻는 단계.e) Obtaining a culture medium by culturing the culture in the culture vessel anaerobically.

반추동물의 반추위액에는 반추위 내에 서식하는 수많은 미생물군에 의하여 사료가 분해되는 과정에서 생성된 각종 효소류와 다양한 대사산물 및 가축의 성장을 촉진하는 미지성장인자들이 함유되어 있어 영양적인 가치 뿐만 아니라 기능적인 가치가 매우 높다. 하지만 도축부산물 형태로 발생하는 반추위액을 수거하여 활용하는 것은 위생적으로 많은 문제점이 있었다. The rumen fluid of ruminants contains various enzymes and various metabolites produced during the decomposition of feed by numerous microorganisms living in the rumen, as well as unknown growth factors that promote the growth of livestock, providing not only nutritional value but also functional value. Its practical value is very high. However, collecting and utilizing rumen fluid generated in the form of slaughter by-products had many hygienic problems.

종래기술은 도축장에서 대량으로 폐기되는 반추위액을 수거하여 사료첨가제 제품을 생산하여 왔다. 하지만 도축부산물 형태로 폐기되는 반추위액을 수거하는 것은 질병의 전파나 오염원으로부터 안전하고 위생적으로 관리하기가 어렵고, 폐기물로 분류되어 있어서 반출조건이 까다웠다. In the prior art, feed additive products were produced by collecting rumen fluid discarded in large quantities at slaughterhouses. However, collecting rumen fluid, which is discarded in the form of slaughter by-products, is difficult to manage safely and hygienically from disease spread or contaminants, and because it is classified as waste, export conditions are strict.

본 발명은 이러한 문제를 효과적으로 해결하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by effectively solving this problem.

상기 a) 단계에서 반추위액을 채취한 후, 여과 후, 산소없이 CO2로 충진 시킨 36 내지 42℃의 보온용기에 넣어 보관하고, 상기 c) 단계에서 사용할 수 있다. 즉, 반추위 대량배양의 효율성과 생산성을 높이기 위해서 반추위로부터 미생물의 활력이 최대한 저하되지 않도록 반추위액을 채취하는 것이 필요하다.After collecting the rumen fluid in step a), it is filtered, stored in a thermos container at 36 to 42°C filled with CO 2 without oxygen, and can be used in step c). In other words, in order to increase the efficiency and productivity of rumen mass culture, it is necessary to collect rumen fluid from the rumen so that the vitality of microorganisms is not reduced as much as possible.

또한, 채취된 반추위액은 혐기적 조건에서 36 내지 42℃ 바람직하게는 39℃의 온도를 유지한 상태로 신속하게 배양장소로 운반하는 것이 중요하다. 채취한 반추위 미생물의 활력은 대량배양시의 반추위액 미생물의 성장율과 생산성에 중요한 영향을 미치기 때문이다. In addition, it is important to quickly transport the collected rumen fluid to the culture site while maintaining a temperature of 36 to 42°C, preferably 39°C, under anaerobic conditions. This is because the vitality of collected rumen microorganisms has a significant impact on the growth rate and productivity of rumen fluid microorganisms during mass culture.

본 발명에서는 반추위에 canula가 장착된 한우로부터 반추위액을 채취하고 이를 4겹의 거즈망으로 여과 후 O2 free CO2를 충진시킨 보온병(39℃)에 넣어 즉시 배양을 위한 장소로 운반하여 대량배양을 위한 종균으로 사용할 수 있다. 반추위액의 채취는 canula가 장착된 소의 반추위로부터 채취할 수 있지만, 도축장에서 도축된 소의 반추위로부터 직접 채취할 수도 있다. 이때는 반추위액이 도축된 소의 소화장액이나 혈액 등과 같은 오염원과 혼입되지 않도록 주의해야 한다. 도축장에서 도축된 소의 반추위로부터 소량의 반추위액을 채취하여 종균으로서 대량배양에 활용하는 방법은 도축장으로 배출되는 반추위액을 대량으로 수거하여 건조하던 종래의 방법에 비하여 오염물질로부터 훨씬 안전하고 위생적으로 생산할 수 있는 방법이다. In the present invention, rumen fluid is collected from Korean cattle equipped with a canula in the rumen, filtered through a 4-ply gauze mesh, placed in a thermos (39°C) filled with O 2 free CO 2 , and immediately transported to a culture site for mass culture. It can be used as a seed for . Rumenal fluid can be collected from the rumen of cows equipped with a canula, but it can also be collected directly from the rumen of cows slaughtered at a slaughterhouse. At this time, care must be taken to ensure that the rumen fluid is not mixed with contaminants such as digestive fluid or blood from slaughtered cattle. The method of collecting a small amount of rumen fluid from the rumen of cattle slaughtered at a slaughterhouse and using it as a seed for mass culture is much safer and hygienically free from contaminants than the conventional method of collecting and drying large quantities of rumen fluid discharged to the slaughterhouse. There is a way to do this.

상기 b) 단계에서 완충액은 용존 산소를 제거한 것을 사용할 수 있다.In step b), the buffer solution from which dissolved oxygen has been removed can be used.

정상적인 발효대사 과정에서 반추위액 미생물의 증식과 활동은 pH에 의하여 크게 영향을 받는다. 완충액은 수소 이온 농도를 일정하게 유지하고 생물체의 항상성(homeostasis)을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 완충제로는 산화마그네슘(magnesium oxide), 소다회, 중조(sodium bicarbonate), 중탄산칼륨(potassium bicarbonate), 탄산칼륨((potassium carbonate), 탄산마그네슘(magnesium carbonate), 마그네슘 옥사이드(magnesium oxide), 나트륨 벤토나이트(sodium bentonite) 등이 단독으로 또는 혼합물 형태로 사용될 수 있다. During normal fermentation metabolism, the proliferation and activity of rumen fluid microorganisms are greatly affected by pH. Buffers play a very important role in maintaining a constant hydrogen ion concentration and maintaining homeostasis in living organisms. Buffering agents include magnesium oxide, soda ash, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, magnesium oxide, and sodium bentonite. sodium bentonite), etc. can be used alone or in mixture form.

특히, 본 발명에서는 완충액으로서, 반추위액 미생물의 빠른 증식을 위하여 주로 연구목적으로 활용되고 있는 McDougall's buffer solution(표 1)이 바람직하게 사용될 수 있다. In particular, in the present invention, McDougall's buffer solution (Table 1), which is mainly used for research purposes for rapid growth of rumen fluid microorganisms, can be preferably used as a buffer solution.

본 발명에 완충액은 반추위 미생물을 배양하기 약 30분 전에 미리 O2 free CO2 로 bubbling하여 완충액에 존재하는 용존 산소를 제거한 후에 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 너무 긴 시간 동안 O2 free CO2로 bubbling하면 pH가 산성으로 전환되어 완충액으로서 효과가 떨어지므로 pH를 측정하여 6.8-7.0의 범위를 유지하는 것이 필요하다.In the present invention, the buffer solution is preferably used after bubbling with O 2 free CO 2 about 30 minutes before culturing rumen microorganisms to remove dissolved oxygen present in the buffer solution. However, if bubbling with O 2 free CO 2 for too long a period of time changes the pH to acidic, making it less effective as a buffer solution, so it is necessary to measure the pH and maintain it in the range of 6.8-7.0.

상기 c) 단계에서 반추위액과 상기 완충액은 7:3 내지 3:7의 부피비, 바람직하게는 1:1의 부피비로 배양용 용기에 주입될 수 있다. In step c), the rumen fluid and the buffer may be injected into the culture vessel at a volume ratio of 7:3 to 3:7, preferably 1:1.

상기 c) 단계는 배양용기에 O2-free CO2를 공급하면서, 배양물의 산소노출을 차단하는 방식으로 수행할 수 있다.Step c) can be performed by supplying O 2 -free CO 2 to the culture vessel while blocking exposure of the culture to oxygen.

상기 d) 단계에서 미생물 증식을 위한 기질로서, 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비, 바람직하게는 6:4 내지 4:6의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료가 바람직하게 사용될 수 있다. 이 때, 상기 혼합사료는 0.1mm 내지 1mm로 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. As a substrate for microbial growth in step d), a mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7, preferably 6:4 to 4:6, is preferably used. You can. At this time, the mixed feed can be used by pulverizing it to a size of 0.1 mm to 1 mm.

상기 기질에 있어서, 농후사료와 조사료의 비율이 중요하다. 가용성 탄수화물이나 분해속도가 빠른 전분류의 비율이 높은 농후사료의 비율이 너무 높으면 전분분해 미생물이 급격하게 증가하는 반면, 주로 섬유질을 이용하는 미생물은 감소하게 되면서 반추위액의 pH는 급격하게 산성으로 변하게 되고 VFA(Volatile fatty acid)의 균형에도 변화를 일으켜 인공적인 방법으로 생산된 반추위액의 생산성과 품질에도 영향을 준다. For the above substrates, the ratio of concentrate and roughage is important. If the ratio of concentrated feed with a high proportion of soluble carbohydrates or fast-decomposing starches is too high, starch-decomposing microorganisms rapidly increase, while microorganisms that mainly use fiber decrease, and the pH of the rumen fluid rapidly changes to acidic. It also causes changes in the balance of VFA (Volatile fatty acids), affecting the productivity and quality of rumen fluid produced artificially.

상기 혼합사료를 분쇄하여 기질로서 사용할 경우에는 미세한 사료 잔류물이 배양기 내부의 공기공급 장치에 고장을 일으키거나 배양기 내부에 사료입자가 남아 있어서 오염원이 될 수 있기 때문에 주의해야 한다. When pulverizing the mixed feed and using it as a substrate, care must be taken because fine feed residues may cause the air supply device inside the incubator to malfunction or feed particles remaining inside the incubator may become a source of contamination.

또한, 상기 미생물의 증식을 위한 기질로는 정제사료(Purified diet)가 사용될 수 있다. 정제사료는 미생물 증식에 필요한 각종 영양소를 천연사료의 형태가 아닌 순수한 영양소를 이용하여 제조한 것으로서 배양하고자 하는 미생물의 종류와 목적에 따라 다르지만 Carbohtdrate(Cellulose, cellobiose, glucose, maltose, pectin, starch), Tryticase, Yeast extract, Casein, Hemin, VFA mixture(Acetic acid, propionic acid, n-valeric acid, Iso-valeric acid, Iso-butyric acid, DL-α-methylbutyric acid) L-cystein-HCl, Mineral mixture(KH2PO4, NaCl,(NH4)2SO4, CaCl2, MgSO4, MnSO4·H2O, ZnSO4·7H2O, COCl2·6H2O, Vitamin mixture(Pyridoxine HCl, Riboflavine, Thiamine HCl, Nicotinamide, Ca-D-pantothenate p-Amino benzoic acid) 등과 같은 순수 영양원을 이용할 수 있다. Additionally, purified diet can be used as a substrate for the growth of the microorganisms. Refined feed is manufactured using pure nutrients rather than the form of natural feed, and varies depending on the type and purpose of the microorganism to be cultivated. Carbohydrate (Cellulose, cellobiose, glucose, maltose, pectin, starch), Tryticase, Yeast extract, Casein, Hemin, VFA mixture(Acetic acid, propionic acid, n-valeric acid, Iso-valeric acid, Iso-butyric acid, DL-α-methylbutyric acid) L-cystein-HCl, Mineral mixture(KH 2 PO 4 , NaCl,(NH 4 ) 2 SO 4 , CaCl 2 , MgSO 4 , MnSO 4 ·H 2 O, ZnSO 4 ·7H 2 O, COCl 2 ·6H 2 O, Vitamin mixture (Pyridoxine HCl, Riboflavine, Thiamine Pure nutritional sources such as HCl, Nicotinamide, Ca-D-pantothenate p -Amino benzoic acid, etc. can be used.

하지만 정제사료(Purified diet)의 원료는 고도로 정제된 영양원으로서 대부분이 고가의 원료로서 보관과 취급이 까다로울 뿐만 아니라 상업적인 목적으로 활용하기에는 부적합한 면을 갖는다. 따라서, 상업적인 대량생산의 목적보다는 반추위액 미생물의 순수분리, 대사체의 연구, 발효기전을 연구하는 목적으로 주로 활용되고 있다. However, the raw materials of purified diet are highly refined nutritional sources, and most of them are expensive raw materials, which are not only difficult to store and handle, but are also unsuitable for commercial use. Therefore, it is mainly used for the purpose of pure isolation of rumen fluid microorganisms, research on metabolites, and fermentation mechanisms rather than for commercial mass production.

본 발명과 같이 산업적 목적을 달성하기 위하여 미생물 배양을 위한 기질로서 대량생산의 적합성과 용이성, 그리고 충분한 경제성 확보를 위하여 가축급여용 혼합사료를 가공하여 사용하는 것이 바람직하다. In order to achieve the industrial purpose of the present invention, it is desirable to process and use mixed feed for livestock feeding as a substrate for microbial culture in order to ensure suitability and ease of mass production and sufficient economic efficiency.

상기 d) 단계는 배양용기에 O2-free CO2를 공급하면서, 배양물의 산소노출을 차단하는 방식으로 수행할 수 있다.Step d) can be performed by supplying O 2 -free CO 2 to the culture vessel while blocking exposure of the culture to oxygen.

상기 e) 단계의 배양은 30 내지 45℃, 바람직하게는 39℃가 유지된 인큐베이터에서 실시될 수 있다. 상기 인큐베이터로는 예를 들어, water bath incubator가 사용될 수 있다.The culture in step e) may be performed in an incubator maintained at 30 to 45°C, preferably 39°C. For example, a water bath incubator may be used as the incubator.

상기 배양은 20 내지 30 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 혐기배양으로 실시될 수 있다. 이때 미생물의 증식과정에서 내부에서 발생하는 발효가스는 외부로는 배출되지만 외부의 공기는 내부로 유입되지 못하도록 고안된 마개를 장착해야 한다. 내부에서 발생된 가스가 외부로 방출되지 못하면 배양용기가 터지거나 내부의 반추위액이 넘쳐서 손실된 우려가 있기 때문이다. 구체적으로 밀봉 마개의 구조를 설명하면, 실리콘 재질의 마개를 통과하는 구멍을 뚫고 모세유리관을 장착한 다음 모세유리관에 상하로 절단된 면을 가진 고무튜브를 연결함으로서 내부에서 발생된 발효가스가 고무튜브의 절단된 면 사이로 빠져갈 수 있도록 구성할 수 있다. The culture may be performed as an anaerobic culture for 20 to 30 hours, preferably 24 hours. At this time, fermentation gas generated internally during the growth of microorganisms is discharged to the outside, but a stopper designed to prevent external air from entering the inside must be installed. If the gas generated inside cannot be released to the outside, there is a risk that the culture vessel may burst or the rumen fluid inside may overflow and be lost. Specifically, to explain the structure of the sealing stopper, a hole is drilled through the silicone stopper, a capillary glass tube is installed, and then a rubber tube with sides cut up and down is connected to the capillary glass tube, so that the fermentation gas generated inside is released into the rubber tube. It can be configured to pass between the cut surfaces of the.

본 발명에서 상기 a) 단계 내지 e) 단계에서 제조된 반추위액 미생물 배양액은 그 자체로 사료첨가제 등의 제조에 사용될 수 있다. In the present invention, the rumen fluid microbial culture medium prepared in steps a) to e) can itself be used in the production of feed additives, etc.

또한, 상기 a) 단계 내지 e) 단계는 산업적인 대량 배양을 위한 예비배양 과정으로 활용될 수도 있다. 즉, 상기 예비배양은 대량배양을 위하여 반추위 미생물의 적응 시간을 제공하고, 대량배양시에 필요한 종균의 용량을 증가시키기 위하여 실시하는 단계일 수 있다. 또한, 상기 예비배양은 종균의 활력을 높이고 본배양에 필요한 종균의 양을 확보하기 위하여 실시될 수 있다. Additionally, steps a) to e) may be used as a pre-culture process for industrial mass culture. In other words, the pre-cultivation may be a step performed to provide adaptation time for rumen microorganisms for mass culture and to increase the capacity of seed required for mass culture. Additionally, the pre-cultivation may be performed to increase the vitality of the spawn and secure the amount of spawn required for main culture.

본 발명은 상기 e) 단계에서 얻은 배양액을, 완충액과, 기질로서 농후사료와 조사료를 포함하는 가축용 혼합사료가 공급된 대용량 배양기에 넣고, 혐기배양을 다시 수행하는 f) 단계(본배양단계)를 더 포함할 수 있다. The present invention involves placing the culture solution obtained in step e) in a large-capacity incubator supplied with a buffer solution and mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage as a substrate, and performing anaerobic culture again in step f) (main culture step). may further include.

상기 f) 단계의 본배양은 예비배양이 완료된 반추위액 미생물 배양액을 종균으로 하여 산업용 배양기에 접종하여 실시한다. 산업용 미생물 배양기를 반추위액 미생물 대량배양에 사용하기 위해서는 미생물 배양기의 일반적인 멸균기능과 온도조절 및 pH조절 이외에도 혐기적 조건의 유지를 위하여 고안된 장치가 필요하다. The main culture in step f) is performed by inoculating an industrial incubator using the rumen fluid microbial culture solution for which the pre-culture has been completed as a seed. In order to use an industrial microbial incubator for mass culturing of rumen fluid microorganisms, a device designed to maintain anaerobic conditions is required in addition to the general sterilization function, temperature control, and pH control of the microbial incubator.

상기 대용량 배양기는 가스저장탱크로부터 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시키는 에어 스파저(air sparger) 및 배양기 내부 공기를 배출시키되 외부 공기의 유입은 차단하는 배출구 구비한 것일 수 있다. 배양시 상기 에어 스파저를 통하여 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시켜 산소를 제거한 후, 혐기배양을 수행할 수 있다. The large-capacity incubator may be equipped with an air sparger that strongly inflows and disperses O 2 -free CO 2 from the gas storage tank and an outlet that exhausts the air inside the incubator but blocks the inflow of external air. During cultivation, O 2 -free CO 2 is strongly introduced and dispersed through the air sparger to remove oxygen, and then anaerobic culture can be performed.

즉, 혐기적 상태를 조성하기 위하여, 배양기에 하단의 air sparger를 통하여 가스탱크로부터 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시켜서 용존 산소를 제거하는 것이 필요하다.In other words, in order to create an anaerobic condition, it is necessary to strongly inflow and disperse O 2 -free CO 2 from the gas tank through the air sparger at the bottom of the incubator to remove dissolved oxygen.

상기 본배양 방법을 구체적으로 설명하면 미리 제조된 완충액(buffer)을 배양기에 주입하고 배양기 하단에 설치된 air sparger를 통하여 가스탱크로부터 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시켜서 용존 산소를 제거한다. 이때 O2-free CO2의 분사량과 시간에 따라 완충액의 pH는 산성으로 변하기 때문에 pH의 조정이 필요하다. O2-free CO2 분사에 따른 완충액에서 용존 산소의 유무는 지시약으로서 Resazuine(0.1%)용액으로 주입함으로써 확인할 수 있는데 지시약이 완충액 내의 산소와 반응하여 빨간색을 띄면 용존 산소가 남아 있는 것으로 판단할 수 있다. 완충액에서 용존 산소가 제거가 완료되면 미생물의 증식에 필요한 기질을 공급하는 단계로서 상기 예비배양에서 설명한 분쇄된 가축용 혼합사료를 배양기 내부 주입하고 약 10분 동안 O2-free CO2의 추가로 공급하여 용존 산소를 제거한다. To describe the main culture method in detail, a pre-prepared buffer is injected into the incubator, and dissolved oxygen is removed by strongly inflowing and dispersing O 2 -free CO 2 from the gas tank through an air sparger installed at the bottom of the incubator. At this time, the pH of the buffer solution changes to acidic depending on the injection amount and time of O 2 -free CO 2 , so pH adjustment is necessary. The presence or absence of dissolved oxygen in the buffer solution following O 2 -free CO 2 injection can be confirmed by injecting Resazuine (0.1%) solution as an indicator. If the indicator reacts with oxygen in the buffer solution and turns red, it can be judged that dissolved oxygen remains. there is. When the removal of dissolved oxygen from the buffer solution is completed, as a step to supply the substrate necessary for the growth of microorganisms, the pulverized mixed feed for livestock described in the pre-culture above is injected into the incubator and O 2 -free CO 2 is additionally supplied for about 10 minutes. This removes dissolved oxygen.

완충액과 기질의 공급이 완료되면 예비 배양된 반추위액 미생물 배양액을 배양기 내부에 공급한다. 이때 배양기 내부로 O2-free CO2가스를 주입하여 내부의 압력이 약간 높은 상태에서 반추위액 미생물 배양액을 접종하면 주변의 오염균의 유입과 산소의 유입을 줄일 수 있다. Once the supply of buffer and substrate is completed, the pre-cultured rumen fluid microbial culture solution is supplied into the incubator. At this time, by injecting O 2 -free CO 2 gas into the incubator and inoculating the rumen fluid microbial culture medium while the internal pressure is slightly high, the inflow of surrounding contaminants and the inflow of oxygen can be reduced.

상기 본배양은 30 내지 45℃, 바람직하게는 39℃의 온도, 6.8-7.0 pH, 38rpm의 속도로 교반 하면서 20 내지 30 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 수행될 수 있다. 이 때, 반추위액 미생물의 증식을 위하여 기질을 10 내지 14 시간 바람직하게는, 12 시간 마다 1회씩 동일한 량을 투입하여 실시할 수 있다. 이때, 반추위액 미생물의 증식을 위한 기질로는 상기 예비배양에서 설명한 바와 같이, 가축용 혼합사료나 정제사료(Purified diet)를 사용할 수도 있지만, 상업적인 목적의 대량생산과 경제성 면에서는 가축용 혼합사료를 사용하는 것이 바람직하다. The main culture can be performed at a temperature of 30 to 45°C, preferably 39°C, pH 6.8-7.0, and stirring at a speed of 38 rpm for 20 to 30 hours, preferably 24 hours. At this time, for the growth of rumen fluid microorganisms, the same amount of substrate can be added for 10 to 14 hours, preferably once every 12 hours. At this time, as described in the preliminary culture above, mixed feed for livestock or purified diet can be used as a substrate for the growth of ruminal fluid microorganisms, but for mass production and economic efficiency for commercial purposes, mixed feed for livestock is used. It is desirable to use

이때 상기 혼합사료로는 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비, 바람직하게는 6:4 내지 4:6의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료가 사용될 수 있다. 상기 혼합사료를 사용할 경우에는 농후사료와 조사료의 비율이 중요하다. 가용성 탄수화물이나 분해속도가 빠른 전분류의 비율이 높은 농후사료의 비율이 너무 높으면 전분분해 미생물이 급격하게 증가하는 반면, 주로 섬유질을 이용하는 미생물은 감소하게 되면서 반추위액의 pH는 급격하게 산성으로 변하게 되고 VFA(Volatile fatty acid)의 균형에도 변화를 일으켜 인공적인 방법으로 생산된 반추위액의 생산성과 품질에도 영향을 준다. At this time, as the mixed feed, a mixed feed for livestock containing concentrate and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7, preferably 6:4 to 4:6, can be used. When using the above mixed feed, the ratio of concentrated feed and roughage is important. If the ratio of concentrated feed with a high proportion of soluble carbohydrates or fast-decomposing starches is too high, starch-decomposing microorganisms rapidly increase, while microorganisms that mainly use fiber decrease, and the pH of the rumen fluid rapidly changes to acidic. It also causes changes in the balance of VFA (Volatile fatty acids), affecting the productivity and quality of rumen fluid produced artificially.

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

상기에서 설명된 방법으로 제조된 반추위액 미생물 배양액을 흡착성 부형제에 흡착시켜서 제조된 사료첨가제에 관한 것이다.It relates to a feed additive manufactured by adsorbing the rumen fluid microbial culture prepared by the method described above to an absorbent excipient.

상기 예비배양 또는 본배양이 완료된 반추위액 미생물 배양액은 흡착성 부형제와 혼합하고 이를 건조하여 사료참가제를 제조하는 데 사용될 수 있다.The rumen fluid microbial culture solution from which the pre-culture or main culture has been completed can be used to prepare a feed additive by mixing it with an absorbent excipient and drying it.

상기 흡착성 부형제로는 농후사료용 원료(옥수수, 대두박, 탈지강, 소맥피, 주정박 등), 실리카, 제올라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트의 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 상기 흡착성 부형제는 반추위 미생물 배양액을 흡착하여 유지하고 형태를 부여하는 원료이다. 상기 곡물원료는 대략 1 내지 3mm 입자크기의 분말 형태로, 그리고 상기 실리카와 같은 무기물 흡착성 부형제는 200메시 내외 입자크기의 분말 형태가 사용될 수 있다. The absorbent excipient may be one or more selected from the group consisting of raw materials for concentrated feed (corn, soybean meal, defatted steel, wheat hulls, ethanol bean, etc.), silica, zeolite, bentonite, and vermiculite powder. The adsorbent excipient is a raw material that absorbs and maintains the rumen microbial culture fluid and gives it shape. The grain raw material may be used in the form of a powder with a particle size of approximately 1 to 3 mm, and the inorganic adsorbent excipient such as silica may be used in the form of a powder with a particle size of approximately 200 mesh.

상기 건조는 열풍이나 진공건조 방법으로 수행될 수 있고, 20 내지 200℃의 온도에서 건조할 수도 있지만, 바람직하게 40 내지 60℃에서 건조하는 것이 더 바람직하다. 건조온도가 40℃보다 낮으면 건조시간이 너무 오래 걸리고 60℃보다 높으면, 예를 들어 상기 곡물원료에 포함된 탄수화물에 변성이 일어나 색상이 변하므로 제품의 관능적 기호도가 떨어지는 단점이 있다. The drying may be performed by hot air or vacuum drying, and may be dried at a temperature of 20 to 200°C, but drying at 40 to 60°C is more preferable. If the drying temperature is lower than 40℃, the drying time takes too long, and if it is higher than 60℃, for example, the carbohydrates contained in the grain raw materials are denatured and the color changes, which has the disadvantage of lowering the sensory preference of the product.

상기 건조가 완료된 사료첨가제는 분쇄하여 분말 형태의 사료첨가제를 제조할 수 있다. 상기 분말형태의 사료첨가제의 수분함량은 최대 11%, 최소 9%정도가 바람직하다. 11% 이상의 수분이 함유하게 되면 유통기한이 짧아지게 되고 유통기한 이내라고 하더라도 변질의 우려가 크다. 또한 수분함이 9% 이하로 제형을 생산한다면 건조시간이 너무 길어지는 단점이 있고, 반추위액 미생물 건조물의 특유의 냄새와 외관적인 특징이 없어지고 부형제의 특성만 강하게 남게 되는 단점이 있다.The dried feed additive can be pulverized to produce a feed additive in powder form. The moisture content of the powdered feed additive is preferably up to 11% and at least 9%. If it contains more than 11% moisture, the shelf life will be shortened, and even if it is within the expiration date, there is a high risk of deterioration. In addition, if a formulation is produced with a moisture content of 9% or less, the drying time is too long, the unique odor and appearance characteristics of the dried rumen fluid microorganisms are lost, and only the characteristics of the excipient remain strong.

본 발명은 이하 실시예를 통하여 좀 더 구체적으로 설명될 것이다. 이러한 실시예는 단지 본 발명이 좀 더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정해서는 안 될 것이다. The present invention will be explained in more detail through the following examples. Since these examples are merely presented as examples to help the present invention be better understood, the scope of the present invention should not be limited by these examples.

실시예 1: 인공배양을 위한 준비Example 1: Preparation for artificial culture

(1) 완충액(buffer)의 제조(1) Preparation of buffer solution

하기 표 1과 같이 McDougall's buffer solution1를 제조하여 반추위액 미생물배양을 위한 Buffer로 사용하였다.McDougall's buffer solution 1 was prepared as shown in Table 1 below and used as a buffer for culturing rumen fluid microorganisms.

ComponentComponent Amounts(g)Amounts(g) Sodium bicarbonate(NaHCO3)
Disodium phosphate(Na2HPO4)
Potassium Chloride(KCl)
Sodium Chloride(NaCl)
Magnesium Chloride(MgCl2)
Calcium Chloride(CaCl2.2H2O)
Sodium bicarbonate (NaHCO 3 )
Disodium phosphate (Na 2 HPO 4 )
Potassium Chloride(KCl)
Sodium Chloride (NaCl)
Magnesium Chloride(MgCl 2 )
Calcium Chloride(CaCl 2 .2H 2 O)
29.40
27.90
1.70
1.41
0.18
0.14
29.40
27.90
1.70
1.41
0.18
0.14

1Mix the first 6 chemicals and 5L distilled water in volumetric and stir until dissolved (pH=8.0). 1 Mix the first 6 chemicals and 5L distilled water in volumetric and stir until dissolved (pH=8.0).

(2) 배양을 위한 기질의 준비(2) Preparation of substrate for culture

반추위액 미생물의 배양을 위한 기질로서 하기 표 2의 혼합사료를 사료분쇄기(1093 cyclotec sample mill, FOSS TECATOR, Sweden)를 이용하여 1mm의 크기 이하로 분쇄하여 준비하였다.As a substrate for culturing ruminal fluid microorganisms, the mixed feed shown in Table 2 below was prepared by grinding it to a size of 1 mm or less using a feed grinder (1093 cyclotec sample mill, FOSS TECATOR, Sweden).

IngredientsIngredients % % Corn, flakedCorn, flaked 39.0039.00 Lupin seed, flakedLupine seeds, flaked 23.0023.00 Italian ryegrassItalian ryegrass 19.0019.00 Wheat branWheat bran 8.008.00 Corn gluten feedCorn gluten feed 8.208.20 Lime stoneLime stone 1.601.60 SaltSalt 0.400.40 Tricalcium phosphateTricalcium phosphate 0.400.40 Vitamin mineral mix.Vitamin mineral mix. 0.400.40 TotalTotal 100.0100.0 NutrientsNutrients %, as fed basis%, as fed basis Dry matterdry matter 74.6874.68 TDNTDN 64.0064.00 CPCP 13.8013.80 FiberFiber 9.629.62 FatFat 3.603.60 NDFNDF 16.9016.90 CaCa 0.690.69 PP 0.410.41

실시예 2: 소의 반추위로부터 반추위액 미생물의 채취Example 2: Collection of rumen fluid microorganisms from the rumen of cattle

본 실시예에서는 반추위액 미생물을 인공적인 방법으로 배양하기 위하여 반추위에 cannula가 장착된 거세 한우 2두로부터 약 3리터의 반추위액을 채취하였다. 채취된 위액은 4겹의 거즈망으로 여과 후 O2 free CO2를 충진시킨 보온병(39℃)에 넣어 즉시 실험 장소로 운반하였다.In this example, about 3 liters of rumen fluid was collected from two castrated Korean cattle equipped with a cannula in the rumen in order to artificially cultivate rumen fluid microorganisms. The collected gastric fluid was filtered through a 4-ply gauze mesh, placed in a thermos (39°C) filled with O 2 free CO 2 , and immediately transported to the experimental site.

실시예 3: 반추위액 미생물의 인공배양 Example 3: Artificial culture of rumen fluid microorganisms

(1) 예비배양(1) Pre-culture

배양 전에 미리 준비한 buffer solution에 O2-free CO2 가스를 주입하여 용존 산소를 제거한 다음 채취한 반추위액과 1:1(v/v)의 비율로 20L 용량의 배양용 유리용기에 주입하였다. 미생물 증식을 위한 기질로서 혼합사료(표 2)를 미세하게 분쇄하여 공급하고 39℃의 water bath incubator에서 2시간 동안 혐기배양을 실시하였다. Before culturing, O 2 -free CO 2 gas was injected into the buffer solution prepared in advance to remove dissolved oxygen, and then injected into a 20L glass culture vessel at a ratio of 1:1 (v/v) with the collected rumen fluid. As a substrate for microbial growth, mixed feed (Table 2) was finely ground and supplied, and anaerobic culture was performed for 2 hours in a water bath incubator at 39°C.

이때, 예비배양에 사용된 배양용기의 입구에는 미생물의 증식과정에서 발생하는 이산탄소나 메탄과 같은 gas는 외부로 배출될 수 있지만 외부공기는 내부로 유입되지 않도록 고안된 밀봉 마개를 장착하였다. At this time, the inlet of the culture vessel used for pre-culture was equipped with a sealing stopper designed to prevent gases such as carbon dioxide or methane generated during the growth of microorganisms from being discharged to the outside, but to prevent external air from entering the inside.

(2) 본배양(2) Main culture

본 발명에서 사용된 500L(working volume 250L) 용량의 미생물 배양기는 고온 고압의 멸균(105℃~130℃), pH조절, Anti-Foam 및 자동온도 조절 기능이 장착되고, 하단의 air sparger를 통해서 외부의 gas 탱크로부터 배양기 내부로 O2-free CO2가 유입 분산되어 혐기적 조건을 유지하도록 고안되었다. The 500L (working volume 250L) microorganism incubator used in the present invention is equipped with high-temperature and high-pressure sterilization (105℃~130℃), pH control, anti-foam, and automatic temperature control functions, and is externally operated through an air sparger at the bottom. It is designed to maintain anaerobic conditions by flowing and dispersing O 2 -free CO 2 from the gas tank into the incubator.

본 발명의 대량배양에서는 예비배양에서 사용된 동일한 조성의 buffer solution 225L를 배양기에 주입하고 반응기 하부의 air sparger를 통하여 O2-free CO2 가스를 0.5 vvm의 속도로 약 30분 동안 강제로 유입 분산시켜서 용존 산소를 제거하였다. 용존 산소의 유무는 Resazurine(0.1%) 용액을 투입(225ml)하여 빨간색의 용약이 무색으로 전환된 것을 확인한 다음, 기질로서 분쇄된 혼합사료(표 2) 2kg을 투입하고 추가로 10분간 O2-free CO2 가스를 유입 분산하여 혐기배양을 위한 준비를 완료하였다. 반추위액 미생물의 배양은 예비배양 단계에서 준비된 반추위액 미생물을 종균으로서 5%의 중량비율로 배양기의 접종구를 통하여 접종하고, 39℃의 온도, pH 6.8-7.0, 및 38rpm 속도로 교반하면서 24 시간 동안 대량배양을 실시하였고 반추위액 미생물의 증식을 위한 기질은 12 시간 마다 1회씩 동일한 량을 투입하였다. In the mass culture of the present invention, 225L of buffer solution of the same composition used in the pre-culture is injected into the incubator, and O 2 -free CO 2 gas is forcibly introduced and dispersed at a rate of 0.5 vvm for about 30 minutes through an air sparger at the bottom of the reactor. to remove dissolved oxygen. To determine the presence of dissolved oxygen, add Resazurine (0.1%) solution (225 ml) and confirm that the red solution has changed to colorless. Then, add 2 kg of pulverized mixed feed (Table 2) as a substrate and O 2 - for an additional 10 minutes. Preparation for anaerobic culture was completed by introducing and dispersing free CO 2 gas. Cultivation of rumen fluid microorganisms is performed by inoculating the rumen fluid microorganisms prepared in the pre-cultivation step at a weight ratio of 5% through the inoculum of the incubator, at a temperature of 39°C, pH 6.8-7.0, and stirring at a speed of 38 rpm for 24 hours. During this period, mass culture was performed, and the same amount of substrate for the growth of rumen fluid microorganisms was added once every 12 hours.

실시예 4: 반추위액 미생물 배양액의 건조 및 사료첨가제로서의 제형 생산Example 4: Drying of rumen fluid microbial culture and production of formulation as feed additive

본 실시예에서는 열풍공급장치가 부착된 교반기를 사용하였다. 먼저, 흡착성 부형제로서 곡물원료의 예인 소맥피 600kg과 배양이 완료된 배양액 300L을 상기 교반기에 투입 하고, 균일하게 혼합한 후에 열풍건조로 건조하였다. 이때 건조조건은 온도 55℃, 교반속도 30rpm, 건조시간 32 시간이었다. 건조가 종료된 후의 본 발명에 따른 분말 형태의 사료첨가제는, 수분함량 8.3 중량%로 측정되었다.In this example, a stirrer equipped with a hot air supply device was used. First, 600 kg of wheat hulls, an example of a grain raw material, as an adsorbent excipient, and 300 L of the culture solution with complete cultivation were added to the stirrer, mixed uniformly, and then dried by hot air drying. At this time, the drying conditions were a temperature of 55°C, a stirring speed of 30 rpm, and a drying time of 32 hours. After drying was completed, the powdered feed additive according to the present invention was measured to have a moisture content of 8.3% by weight.

Claims (9)

a) 소의 반추위로부터 반추위액을 채취하는 단계;
b) 용존 산소를 제거한 완충액을 준비하는 단계;
c) 상기 반추위액과 상기 완충액을 배양용기에서 7:3 내지 3:7의 부피비로 혼합하는 단계;
d) 상기 배양용기에 미생물 증식을 위한 기질로서, 농후사료와 조사료를 7:3 내지 3:7의 중량비로 포함하는 가축용 혼합사료를 공급하는 단계; 및
e) 상기 배양용기 속의 배양물을 혐기배양하여 배양액을 얻는 단계;를 포함하며,
상기 e) 단계에서 얻은 배양액을, 완충액과, 기질로서 농후사료와 조사료를 포함하는 가축용 혼합사료가 공급된 대용량 배양기에 넣고, 대량의 혐기배양을 다시 수행하는 f) 단계를 더 포함하며,
상기 f) 단계에서 혐기배양은 pH 6.8-7.0에서 실시되며,
상기 f) 단계에서 제조된 반추위액 미생물 배양액을 농후사료용 원료, 실리카, 제올라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트의 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 부형제에 흡착시키는 단계를 더 포함하는 사료첨가제의 제조방법.
a) collecting rumen fluid from the rumen of a cow;
b) preparing a buffer solution from which dissolved oxygen is removed;
c) mixing the rumen fluid and the buffer at a volume ratio of 7:3 to 3:7 in a culture vessel;
d) supplying mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage in a weight ratio of 7:3 to 3:7 as a substrate for microbial growth to the culture vessel; and
e) obtaining a culture medium by culturing the culture in the culture vessel anaerobically,
Adding the culture solution obtained in step e) to a large-capacity incubator supplied with a buffer solution and mixed feed for livestock containing concentrated feed and forage as a substrate, and performing a large-scale anaerobic culture again;
In step f), anaerobic culture is carried out at pH 6.8-7.0,
Preparation of a feed additive further comprising the step of adsorbing the rumen fluid microbial culture prepared in step f) to one or more adsorptive excipients selected from the group consisting of raw materials for concentrated feed, powders of silica, zeolite, bentonite, and vermiculite. method.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계에서 반추위액을 채취한 후, 여과 후, 산소없이 CO2로 충진 시킨 36 내지 42℃의 보온용기에 넣어 보관하고, 상기 c) 단계에서 사용하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing a feed additive, comprising collecting the rumen fluid in step a), filtering it, storing it in a thermos container at 36 to 42°C filled with CO 2 without oxygen, and using it in step c). .
제1항에 있어서,
상기 b) 단계에서 완충액은 용존 산소를 제거한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing a feed additive, characterized in that in step b), the buffer solution is one in which dissolved oxygen has been removed.
제1항에 있어서,
상기 d) 단계에서 가축용 혼합사료는 입도가 0.1mm 내지 1mm로 분쇄된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing a feed additive, characterized in that in step d), the mixed feed for livestock is pulverized to a particle size of 0.1 mm to 1 mm.
제1항에 있어서,
상기 c) 단계 및 d) 단계의 각 단계는 배양용기에 O2-free CO2를 공급하면서, 배양물의 산소노출을 차단하는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method for producing a feed additive, characterized in that each step of steps c) and d) is performed by supplying O 2 -free CO 2 to the culture vessel and blocking exposure of the culture to oxygen.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 대용량 배양기는 가스저장탱크로부터 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시키는 에어 스파저(air sparger) 및 배양기 내부 공기를 배출시키되 외부 공기의 유입은 차단하는 배출구 구비한 것이며,
배양시 상기 에어 스파저를 통하여 O2-free CO2를 강하게 유입 분산시켜 산소를 제거한 후, 혐기배양을 수행하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제의 제조방법.
According to paragraph 1,
The large-capacity incubator is equipped with an air sparger that strongly inflows and disperses O 2 -free CO 2 from the gas storage tank and an outlet that exhausts the air inside the incubator but blocks the inflow of external air,
A method for producing a feed additive, characterized in that during cultivation, O 2 -free CO 2 is strongly introduced and dispersed through the air sparger to remove oxygen, and then anaerobic culture is performed.
삭제delete 삭제delete
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