WO2020116697A1 - 과립형 사료 첨가제 - Google Patents

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WO2020116697A1
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lysine
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basic amino
aqueous solution
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정수권
김일출
조석태
조세희
서용범
이승제
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    • A23K—FODDER
    • A23K40/00—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs
    • A23K40/10—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs by agglomeration; by granulation, e.g. making powders

Definitions

  • the present technology relates to a granular feed additive composition
  • a granular feed additive composition comprising a basic amino acid and an anion represented by the formula (1), wherein the molar ratio of the anion to the basic amino acid is greater than 0.1 and 0.52 or less, which can reduce hygroscopicity and clumping. .
  • Feed additives are products intended to be taken as supplements to the normal diet in order to overcome the lack of daily intake of certain compounds. It is common practice to enhance amino acids in feed animal feed additives to improve the animal husbandry performance of breeding animals.
  • amino acids for feed additives produced from microbial fermentation are present with other by-products in the fermentation broth
  • various methods for increasing the content of amino acids are used.
  • an aqueous amino acid purified with a high content may be mixed with a fermentation broth to prepare granules.
  • an aqueous solution of a basic amino acid having a high content since it has hydrophilicity and polarity, the final granular product has high hygroscopicity, causing aggregation of granules. This agglomeration is not suitable for processing processes that are technically required in mixed feed plants.
  • the present invention provides a granular feed additive comprising a basic amino acid and an anion represented by the formula (1) below, wherein the molar ratio of the anion to the basic amino acid is greater than 0.1 and less than 0.52, and has hygroscopicity and an effect of preventing aggregation. It is aimed at.
  • n 0 or 1
  • One aspect may include a basic amino acid and an anion represented by the formula (1), the molar ratio of the anion to the basic amino acid is 0.1 to 0.52 or less, it can provide a granular feed additive.
  • n 0 or 1
  • the granular feed additive according to one aspect includes a high content of a basic amino acid and anion represented by Chemical Formula 1 by injection of carbon dioxide, so that polarity of the basic amino acid can be alleviated. Accordingly, it is possible to exhibit an effect of reducing hygroscopicity and lumping and caking, which are problems caused by polarity of the basic amino acid.
  • feed additives may mean a substance added to a feed to improve the productivity or health of a target organism.
  • the feed additive composition may be prepared in various forms known in the art, and may be used individually or in combination with a conventionally known feed additive.
  • the feed additive composition can be added to the feed at an appropriate composition ratio, and the composition ratio can be easily determined in light of common sense and experience in the art.
  • the feed additive composition may be added to animal feeds such as chicken, pig, monkey, dog, cat, rabbit, cow, sheep, goat, but is not limited thereto.
  • the feed additive may be granular.
  • the granular feed additive may include a basic amino acid.
  • the "basic amino acids" may be one or more selected from the group consisting of lysine, arginine and histidine.
  • the basic amino acid may be at least one selected from the group consisting of L-lysine, L-arginine and L-histamine.
  • the basic amino acid may be in the form of each of the lysine, arginine, and histamine, in the form of salt or free amino acids.
  • the salt may be sulfate, hydrochloride, or carbonate, but is not limited thereto.
  • the basic amino acid has a property that is easily combined with water, and may be polar. Therefore, in general, when the basic amino acid in the granular feed additive is included in a high content, the polarity of the granules increases, which may cause hygroscopicity and agglomeration.
  • the granular feed additive is 50 to 90% by weight relative to the total weight of the granules, for example about 55 to 89.5% by weight, about 60 to 89% by weight, about 65 to 88.5% by weight, about 70 to 88% by weight, about 75 To 87% by weight, about 76-86% by weight, about 77-85% by weight, about 78-84% by weight, or about 79-80% by weight of a basic amino acid.
  • the granular feed additive may include a basic amino acid in a high content, and the feed additive may generate transportation and storage advantages by including the basic amino acid in the aforementioned range.
  • the granular feed additive can achieve high content characteristics by using an aqueous amino acid solution purified and concentrated in the fermentation broth, and the content of the amino acid contained in the feed additive is adjusted to an appropriate range by adjusting the content by mixing the aqueous amino acid solution and the fermentation concentrate. Can be.
  • the granular feed additive may include an anion represented by the formula (1).
  • n 0 or 1
  • the bicarbonate ion (HCO 3 -) may include or carbonate ion (CO 3 2-).
  • the anion can be produced by adding carbon dioxide to an aqueous solution containing a basic amino acid. Carbon dioxide reacts with hydrogen ions in an aqueous solution to generate carbonate ions, and carbonate ions can be converted into bicarbonate ions. In this process, the pH of the granular feed additive composition may be reduced or neutralized.
  • the granular feed additive may include carbonate ions, bicarbonate ions, or mixtures thereof.
  • the molar ratio of the anion to the basic amino acid may be greater than 0.1 and 0.52 or less.
  • the term "molar ratio of the anion to the basic amino acid” refers to bicarbonate or carbonic acid compared to the basic amino acid.
  • the molar ratio of the ion, HCO 3 - can also be expressed as / basic amino acid, or CO 3 2- / basic amino acid.
  • the molar ratio of bicarbonate ions or carbonate ions to basic amino acids may be greater than 0.1 and less than 0.52.
  • the molar ratio When the molar ratio is 0.1 or less, the content of bicarbonate ions or carbonate ions in the granules is low, so the neutralizing effect of the basic amino acid is lowered, which may cause hygroscopicity or solidification problems of the granules.
  • the molar ratio is greater than about 0.52, there is a problem in that the content of the granules is lowered and the product value is significantly lowered. That is, the granular feed additive may have improved hygroscopicity compared to the granular feed additive that does not contain bicarbonate ions or carbonate ions.
  • the term "hygroscopicity" refers to the tendency to absorb or moisturize moisture.
  • granular feed additives in particular, granular feed additive compositions containing basic amino acids have high hygroscopicity and increase in agglomeration so that the product value decreases, and according to the present invention, the product value of the feed additive can be improved.
  • the molar ratio may be about 0.15 to 0.5, or about 0.2 to 0.45.
  • the molar ratio may be calculated according to results obtained through high performance liquid chromatography (HPLC) after dissolving the granules in water, but is not limited thereto.
  • the size of the granules included in the granular feed additive may be selected according to animal husbandry applications.
  • the average diameter of the granules may be 0.1 to 3.0 mm, and according to another embodiment, it may be 0.5 to 3.0 mm, but can be modified within a range not departing from the object of the present invention.
  • the average diameter of the granules is less than about 0.1 mm, the degree of solidification may be increased or dust may be generated.
  • the average diameter of the granules is greater than about 3.0 mm, a problem of uneven mixing during feed preparation may occur.
  • the granules may be of irregular shape, for example spherical.
  • the molar ratio of bicarbonate ions or carbonate ions to a basic amino acid is greater than 0.1 and less than 0.52
  • hygroscopicity is improved, and aggregation may be reduced. Therefore, by adjusting the molar ratio from 0.1 to 0.52 or less, it is possible to provide a granular feed additive with improved hygroscopicity.
  • the pH of the granular feed additive may be 8.5 to 9.5. According to another embodiment, the pH of the granular feed additive may be about 8.5 to 9.2. The pH may be reduced by the injection of carbon dioxide in the fermentation process.
  • the water content of the granular feed additive may be less than 7% by weight relative to the total weight of the granules.
  • the granular feed additive may be about 0.1 to 7% by weight.
  • the present invention includes the basic amino acid and the anion represented by the formula (1), and the hygroscopicity is improved by setting the molar ratio of the anion to the basic amino acid to be more than 0.1 and 0.52 or less. It can contain.
  • the granular feed additive of the present invention can be prepared by the method described below. According to one embodiment, the step of preparing an aqueous basic amino acid solution; Preparing an aqueous neutralized amino acid solution; Concentrating the broth; Preparing an amino acid mixture containing the neutralized aqueous amino acid solution and the concentrated fermentation broth; And the granulated feed additive of the embodiment can be prepared by the step of granulating the amino acid mixture.
  • the "aqueous amino acid solution” may mean that the broth containing a basic amino acid is purified.
  • the aqueous amino acid solution may be obtained by filtering, purifying, and concentrating a fermented product obtained by culturing a strain that produces a basic amino acid.
  • the fermentation is achieved by culture by fermentation of the strain, and the fermentation is fed-batch process (feed process), batch process (batch culture) or repeated fed batch process (repeat feed) Process).
  • the fermentation medium used can be optimized according to the requirements of the production strain.
  • the aqueous amino acid solution may have the following properties: concentration about 560 to 640 g/L, pH about 10.2 to 10.7, specific gravity about 1.13 to 1.14, purity about 95 to 99% by weight.
  • the strain that produces a basic amino acid is a strain that produces a basic amino acid, and the type is not limited as long as it does not depart from the object of the present invention, but may include, for example, a strain of genus Corynebacterium. have.
  • the conditions for producing the basic amino acid by the strain may be a condition in which the production amount of the basic amino acid is high, but the amount of strain accumulation is small.
  • the fermentation product may be filtered, and specifically, microorganisms may be separated using a membrane. Subsequently, the fermentation broth from which microorganisms have been removed can be passed through, for example, an ion exchange resin column, thereby purifying basic amino acids by removing impurities.
  • the concentrated basic amino acid concentration process may be performed by, for example, concentrating a broth containing a basic amino acid through a vacuum and/or drying process.
  • the "neutralized aqueous amino acid solution” may mean a form in which the aqueous amino acid solution is neutralized.
  • the neutralized aqueous amino acid solution may further include HCO 3 - or CO 3 2- in the amino acid aqueous solution. That is, the neutralized amino acid aqueous solution may be a form in which the aqueous amino acid solution is neutralized by HCO 3 - or CO 3 2- .
  • neutralization may be performed by adding carbon dioxide to the aqueous amino acid solution.
  • the carbon dioxide may be carbon dioxide generated in a fermentation process of microorganisms.
  • HCO 3 - or CO 3 2- is included in the aqueous solution, thereby neutralizing the basic amino acid. According to this method, carbon dioxide generated during fermentation can be used, thereby reducing carbon dioxide emission and recycling of resources.
  • the neutralized aqueous amino acid solution can have the following properties: pH about 8.9 to 9.5, specific gravity about 1.18 to 1.20, purity about 82 to 89% by weight.
  • concentrating the broth may mean concentrating the fermentation broth of the fermentation medium after separation of the basic amino acid from the fermentation medium.
  • the "concentrated fermentation broth” may mean that the broth containing a basic amino acid is concentrated through a vacuum and/or drying process.
  • the concentrated fermentation broth has a solid content of about 50 to 60 wt% so that the total solids in the fermentation broth is about 50 to 60 wt% in a vacuum and warm state without purifying the fermentation product obtained by culturing the strain producing the basic amino acid. It can be obtained by a process of concentration as much as possible.
  • the "solid content” may mean the mass remaining upon complete removal of the liquid.
  • the step of preparing the amino acid aqueous solution and the amino acid mixture containing the concentrated fermentation broth may be prepared by mixing the amino acid aqueous solution and the concentrated fermentation broth at room temperature.
  • the mixing may have a molar ratio of anions to the mixed liquid acid of about 0.15 to 0.65.
  • the granulation process of the amino acid mixture is, for example, by continuously spraying an aqueous amino acid solution or a concentrated fermentation broth into a granulator and continuously supplying hot air so that particles of a certain size range formed by spraying form a fluidized bed. It can be done.
  • a conventional fluidized bed circulating granulator or the like can be used.
  • the granulation conditions may be, for example, an injection rate of about 5 to 10 mL/min, a nozzle pressure of about 1.2 kg/cm 2 , and a temperature of about 75 to 80° C., but are not limited thereto.
  • the granular feed additive may be suitable for use in the manufacture of animal feed.
  • the feed additive is part of an animal feed premix or a precursor to animal feed, and can itself be mixed with the feed material.
  • the granular feed additive may be administered to animals alone or in combination with other feed additives in an edible carrier.
  • the feed additive can be easily administered to animals as a top dressing or by mixing them directly into an animal feed or in a separate oral formulation from the feed.
  • the granular feed additive according to the embodiment may contain a high content of basic amino acids while preventing hygroscopicity and agglomeration caused by the basic amino acids.
  • the granular feed additive according to the embodiment can omit the process of using hydrochloric acid, which is generally used to neutralize basic amino acids, so that the process can be simplified and the process problem due to the use of hydrochloric acid can be solved.
  • 1 is a view showing a step of preparing a granular feed additive of one aspect.
  • FIG. 1 is a diagram showing a step of preparing a granular feed additive comprising a high content of basic amino acids in one aspect. Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIG. 1.
  • aqueous amino acid solution and a concentrated fermentation broth were prepared according to the composition of Tables 1 to 2 below, and a mixture was prepared by mixing them.
  • L-lysine was used as an example of a basic amino acid.
  • Comparative Examples 1 to 6 are the same as Examples 1 to 6, except that an aqueous solution of L-lysine was used instead of the neutralized aqueous solution of L-lysine.
  • an aqueous amino acid solution was prepared by purifying a fermentation broth containing L-lysine.
  • a strain of Corynebacterium capable of producing L-lysine in 25 mL of pH 7.0 seed medium was cultured at 200 rpm at 30° C.
  • the seed medium is 20 g of glucose per 1 L of distilled water, 10 g of peptone, 5 g of yeast extract, 1.5 g of urea, KH 2 PO 4 4 g, K 2 HPO 4 8 g, MgSO 4 ⁇ 7H 2 O 0.5 g, biotin 100 ⁇ g, thiamine HCl It consisted of 1 mg, 2 mg of calcium-pantothenic acid, and 2 mg of nicotinamide. The seed obtained through the seed culture was inoculated at 4% (v/v) in a pH 7.0 production medium, and agitated with sufficient aeration at 30° C. until the exhausted glucose was completely exhausted to obtain a final fermentation broth.
  • the production medium is 100 g of glucose per 1 L of distilled water, (NH 4 ) 2 SO 4 40 g, soy protein 2.5 g, corn steep solids 5 g, urea 3 g, KH 2 PO 4 1 g, MgSO 4 It consisted of 0.5 g of 7H 2 O, 100 ⁇ g of biotin, 1 mg of thiamine hydrochloride, 2 mg of calcium-pantothenic acid, 3 mg of nicotinamide, and 30 g of CaCO 3 . After the culture was completed, the L-lysine concentration in the fermentation broth was analyzed using HPLC (Waters, 2478). The microorganisms in the fermentation broth were removed using a 0.1 ⁇ m-sized membrane.
  • the microorganism-removed fermentation broth passed through a cation exchange resin column to adsorb L-lysine in the fermentation broth to separate the L-lysine from other impurities.
  • the adsorbed L-lysine was desorbed from the resin column using about 2N ammonia water, recovered, and then heated and concentrated in a vacuum to prepare an L-lysine aqueous solution. After concentration, the concentration of the L-lysine aqueous solution was 560 g/L, pH 10.2, specific gravity 1.13, and purity 99% by weight.
  • the neutralized L-lysine aqueous solution 35 kg of the L-lysine aqueous solution was introduced into a neutralization tank, and then gas containing 5% by volume of carbon dioxide at a temperature of 50° C. was injected at 1000 L/min for 10 hours under 500 rpm stirring conditions.
  • the concentration of neutralized L-lysine and bicarbonate ions or carbonate ions according to carbon dioxide injection were analyzed using HPLC (Waters, 2478).
  • the neutralized aqueous L-lysine solution further contains HCO 3 - or CO 3 2- in the L-lysine aqueous solution.
  • the neutralized L-lysine aqueous solution had a pH of 8.9, a specific gravity of 1.20, and a purity of 89% by weight.
  • the concentrated fermentation broth was prepared by heating and concentrating the fermentation broth prepared as described above in a vacuum without going through a purification process. After concentration, the total solid content in the fermentation broth was set to 56% by weight.
  • the L-lysine aqueous solution or the neutralized L-lysine aqueous solution was mixed with the concentrated fermentation broth according to the ratios specified in Tables 1 and 2 to prepare a mixed liquid.
  • the concentration of L-lysine and HCO 3 - or CO 3 2- in the mixed solution was analyzed using HPLC (Waters, 2478). Concentration analysis using the results of Examples 1 to 6 and Comparative HCO 3 for L- lysine in the mixture in Examples 1 to 6 exhibited a result of calculating the molar ratio of each of Tables 1 and 2.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Ratio of lysine in mixed solution (%) 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45 The molar ratio / L- lysine-HCO 3 in a mixture 0.62 0.54 0.43 0.32 0.27 0.19
  • Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Comparative Example 5 Comparative Example 6 L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Ratio of lysine in the mixture (%) 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45 The molar ratio / L- lysine-HCO 3 in a mixture 0.04 0.02 0.02 0.05 0.03 0.02
  • the mixtures specified in Tables 1 and 2 were granulated. Specifically, the prepared mixed solution was injected into a fluidized bed circulating granulator at 5 mL/min and sprayed into a granulator at 80° C. with a nozzle pressure of 1.2 kg/cm 2 to granulate. The prepared granules were screened to a size of about 0.5 to 3.0 mm through screening.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Example 6 Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation Neutralization L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45 Granule pH (5% by weight) 9.2 9.2 9.0 8.9 8.8 8.7 L-lysine content (%) 81.6 80.1 80.6 79.5 79.3 79.7 HCO 3 - /L-lysine molar ratio in granules 0.52 0.47 0.36 0.25 0.14 0.10
  • the molar ratio of HCO 3 - to L-lysine in the granules ranges from 0.1 to 0.52 for Examples 1 to 6, and is confirmed to be 0.02 to 0.03 for Comparative Examples 1 to 6.
  • the L-lysine content was confirmed to be 78% or more in both of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, confirming that the content was high.
  • the granules are moved through a sieve having a size of 1.7 mm and moved out of the sieve after vibration (50 Hz condition, 5 min) using a vibrating device.
  • the mass was measured to measure the degree of agglomeration.
  • the degree of aggregation was calculated by the following equation.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Example 6 Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth Neutralized L-lysine aqueous solution Concentrated fermentation broth 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45 Moisture content after 1 week (%) 2.7 3.7 4.4 5.4 5.7 6.9 Agglomeration after 1 week (%) 1.9 2.1 2.0 3.2 2.9 45.2
  • Examples 1 to 6 had significantly lower moisture content and degree of aggregation than Comparative Examples 1 to 6.
  • Comparative Example 1 when only the L-lysine aqueous solution was used (Comparative Example 1), the hygroscopicity was found to be the highest, and the hygroscopicity of the granules was increased as the proportion of the L-lysine aqueous solution in the compositions of Comparative Examples 1 to 6 increased. It was found that the polarity of L-lysine increased the hygroscopicity of the granules.
  • the hygroscopicity of the granules can be alleviated when the ratio of HCO 3 ⁇ in the granules is greater than 0.1 and 0.52 or less through the compositions of Examples 1 to 6, thereby reducing the aggregation phenomenon due to moisture absorption.

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Abstract

염기성 아미노산 및 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고, 상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하로, 흡습성 및 뭉침 현상을 저감시킬 수 있는 과립형 사료 첨가제에 관한 것이다.

Description

과립형 사료 첨가제
본 기술은 염기성 아미노산 및 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고, 상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하로, 흡습성 및 뭉침 현상을 저감시킬 수 있는 과립형 사료 첨가제 조성물에 관한 것이다.
사료 첨가제는 특정 화합물의 일일 섭취량의 부족을 극복하기 위해 통상의 식이에 대한 보충제로서 섭취되는 것을 목적으로 하는 제품이다. 사육 동물의 축산학 성능을 향상시키기 위해 사육 동물 사료 첨가제에 아미노산을 보강하는 것이 일반적이다.
미생물 발효로부터 생성되는 사료 첨가제용 아미노산은 발효액(Broth) 내 기타 부산물들과 함께 존재하기 때문에, 아미노산의 함량을 증가시키기 위한 다양한 방법이 사용된다. 예를 들어, 아미노산 함량을 높이기 위해서 고함량으로 정제된 아미노산 수용액을 발효액과 혼합하여 과립을 제조할 수 있다. 하지만, 고함량 염기성 아미노산 수용액의 경우 친수성, 극성의 특성을 가지고 있기 때문에 최종 과립 제품은 흡습성이 높아 과립의 뭉침 현상을 야기시킨다. 이러한 뭉침 현상은 혼합 사료 공장에서 기술적으로 요구되는 가공 공정에 적합하지 않다. 또한, 염기성 아미노산 함량을 증가시키기 위해 발효액 내 불순물을 제거하기 위한 다수의 정제공정 및 염산을 투입한 결정화 공정을 이용하기도 한다. 이러한 방법으로 고함량의 사료 첨가제를 제조할 수 있지만, 다수의 정제 공정이 필요하고, 필수적으로 사용되는 시약이 폐기물로 배출되어 경제적, 환경적 문제를 발생시킨다.
따라서, 경제적인 방법으로 고함량 및 저흡습성을 지닌 염기성 아미노산을 포함하는 과립형 사료 첨가제의 개발이 필요하다.
본 발명은 염기성 아미노산 및 하기 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고, 상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하로, 흡습성 및 뭉침 현상의 방지 효과를 가지는 과립형 사료 첨가제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[화학식 1]
HnCO3 (2-n)-
(상기 화학식 1에서 n은 0 또는 1)
일 양상은 염기성 아미노산 및 하기 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고, 상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하인, 과립형 사료 첨가제를 제공할 수 있다.
[화학식 1]
HnCO3 (2-n)-
(상기 화학식 1에서 n은 0 또는 1)
일 양상에 따른 과립형 사료 첨가제는 고함량의 염기성 아미노산을 포함하며 이산화탄소의 주입에 의해 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하므로 염기성 아미노산의 극성을 완화시킬 수 있다. 이에 따라 염기성 아미노산의 극성에 의해 발생하는 문제점인 흡습성 증가, 뭉침(lumping and caking) 현상을 저감시키는 효과를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "사료 첨가제(feed additives)"는 대상 생물의 생산성 향상 또는 건강 증진을 위하여 사료에 첨가되는 물질을 의미할 수 있다. 상기 사료 첨가제 조성물은 당업계에 공지된 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 개별적으로 사용되거나 종래 공지된 사료 첨가제와 병용하여 사용될 수 있다. 상기 사료 첨가제 조성물은 적절한 조성비로 사료에 첨가될 수 있으며, 조성비는 당해 분야의 상식과 경험에 비추어 용이하게 결정될 수 있다. 상기 사료 첨가제 조성물은 닭, 돼지, 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 소, 양, 염소 등의 동물용 사료에 첨가될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면 상기 사료 첨가제는 과립형일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 과립형 사료 첨가제는 염기성 아미노산을 포함할 수 있다. 상기 "염기성 아미노산(basic amino acids)"은 라이신, 아르기닌 및 히스티딘으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 염기성 아미노산은 L-라이신, L-아르기닌 및 L-히스타민으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 염기성 아미노산은 상기 라이신, 아르기닌, 히스타민 각각의, 염 형태 또는 유리 아미노산(free amino acids) 형태일 수 있다. 상기 염은 황산염, 염산염, 탄산염 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 염기성 아미노산은 물과 결합하기 쉬운 성질을 갖고, 극성일 수 있다. 따라서, 일반적으로 과립형 사료 첨가제 내 염기성 아미노산이 고함량 포함되는 경우 과립의 극성이 증가하여 흡습성 및 뭉침 현상이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 과립형 사료 첨가제는 과립 총 중량에 대하여 50 내지 90 중량%, 예를 들면 약 55 내지 89.5 중량%, 약 60 내지 89 중량%, 약 65 내지 88.5 중량%, 약 70 내지 88 중량%, 약 75 내지 87 중량%, 약 76 내지 86 중량%, 약 77 내지 85 중량%, 약 78 내지 84 중량%, 또는 약 79 내지 80 중량% 의 염기성 아미노산을 포함할 수 있다. 즉, 상기 과립형 사료 첨가제는 염기성 아미노산을 고함량으로 포함할 수 있고, 사료 첨가제는 전술한 범위로 상기 염기성 아미노산을 포함함으로써 운송 및 저장 상의 이점이 발생할 수 있다. 상기 과립형 사료 첨가제는 발효액을 정제, 농축한 아미노산 수용액을 사용함으로써 고함량 특성을 달성할 수 있고, 아미노산 수용액과 발효 농축액을 혼합하여 함량을 조절함으로써 사료 첨가제 내 포함된 아미노산 함량을 적절한 범위로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 과립형 사료 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
HnCO3 (2-n)-
(상기 화학식 1에서 n은 0 또는 1)
상기 화학식 1로 표시되는 음이온은 구체적으로는 중탄산이온(HCO3 -) 또는 탄산이온(CO3 2-)을 포함할 수 있다.
상기 음이온은 염기성 아미노산을 포함하는 수용액에 이산화탄소를 첨가함으로써 생성될 수 있다. 이산화탄소가 수용액의 수소 이온과 반응하여 탄산이온이 생성되고, 탄산이온이 중탄산이온으로 변환될 수 있다. 이 과정에서 과립형 사료 첨가제 조성물의 pH가 감소하거나 중화될 수 있다. 이에, 일 실시예에 따르면 상기 과립형 사료 첨가제는 탄산이온, 중탄산이온, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하일 수 있다.본 명세서에서 사용되는 용어, "염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율"은 염기성 아미노산 대비 중탄산이온 또는 탄산이온의 몰 비율, HCO3 -/염기성 아미노산, 또는 CO3 2-/염기성 아미노산으로도 나타낼 수 있다.
상기 사료 첨가제에서, 염기성 아미노산에 대한 중탄산이온 또는 탄산이온의 몰 비율은 0.1 초과 0.52 이하일 수 있다.
상기 몰 비율이 0.1 이하인 경우 과립 내 중탄산이온 또는 탄산이온의 함량이 낮아 염기성 아미노산의 중화 효과가 떨어지므로 과립의 흡습성 또는 고화성 문제가 발생할 수 있다. 상기 몰 비율이 약 0.52 초과인 경우 과립의 함량이 낮아져 상품 가치가 현격히 저하지는 문제가 있다. 즉, 상기 과립형 사료 첨가제는 중탄산이온 또는 탄산이온을 포함하지 않는 과립형 사료 첨가제에 비하여 흡습성(hygroscopicity)이 개선된 것일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어, "흡습성"은 수분을 흡수하거나 보습하려는 경향을 지칭한다. 통상적인 과립형 사료 첨가제, 특히 염기성 아미노산을 포함하는 과립형 사료 첨가제 조성물은 흡습성이 높아 뭉침 현상이 증가하여 상품가치가 떨어지므로, 본 발명에 의하면 사료 첨가제의 상품 가치가 향상될 수 있다.
상기 몰 비율은 구체적으로는 약 0.15 내지 0.5, 또는 약 0.2 내지 0.45일 수 있다.
상기 몰 비율은 과립을 물에 용해한 후, HPLC(high performance liquid chromatography)를 통해 얻어진 결과에 따라 계산될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 과립형 사료 첨가제에 포함되는 상기 과립의 크기는 축산학적 용도에 따라 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 과립의 평균 직경은 0.1 내지 3.0 mm일 수 있고, 다른 실시예에 따르면 0.5 내지 3.0 mm일 수 있으나 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 변형이 가능하다. 상기 과립의 평균 직경이 약 0.1 mm 미만인 경우 고화 정도가 심해지거나, 분진이 발생할 수 있다. 상기 과립의 평균 직경이 약 3.0 mm 초과인 경우 사료 제조 시 불균일하게 혼합되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 과립은 불규칙적인 형태일 수 있고, 예를 들면 구형일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 염기성 아미노산에 대한 중탄산이온 또는 탄산이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하인 경우 흡습성이 개선되고, 뭉침 현상이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 몰 비율을 0.1 초과 0.52 이하로 조정함으로써, 흡습성이 개선된 과립형 사료 첨가제를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 과립형 사료 첨가제의 pH는 8.5 내지 9.5일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 과립형 사료 첨가제의 pH는약 8.5 내지 9.2일 수 있다. 상기 pH는 발효 공정에서 이산화탄소의 주입에 의해 감소된 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 과립형 사료 첨가제의 수분 함량은 과립 총 중량에 대하여 7 중량% 미만일 수 있다. 예를 들어 상기 과립형 사료 첨가제는 약 0.1 내지 7 중량%일 수 있다. 본 발명은 상기 염기성 아미노산 및 상기 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고, 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율을 0.1 초과 0.52 이하로 함으로써 흡습성이 개선되는바, 수분 함량이 상기 범위로 소량의 수분만을 포함할 수 있다.
본 발명의 과립형 사료 첨가제는 이하에서 설명하는 방법으로 제조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 염기성 아미노산 수용액을 제조하는 단계; 중화 아미노산 수용액을 제조하는 단계; 발효액(broth)을 농축하는 단계; 상기 중화 아미노산 수용액 및 상기 농축 발효액을 포함하는 아미노산 혼합액을 제조하는 단계; 및 아미노산 혼합액을 과립화하는 단계에 의해 실시예의 과립형 사료 첨가제가 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 염기성 아미노산 수용액을 제조하는 단계; 발효액(broth)을 농축하는 단계; 중화 아미노산 수용액을 제조하는 단계; 중화 아미노산 수용액 및 농축 발효액을 포함하는 아미노산 혼합액을 제조하는 단계; 및 아미노산 혼합액을 과립화하는 단계에 의해 실시예의 과립형 사료 첨가제가 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 "아미노산 수용액"은 염기성 아미노산을 포함하는 발효액(broth)을 정제한 것을 의미할 수 있다. 구체적으로는, 상기 아미노산 수용액은 염기성 아미노산을 생산하는 균주를 배양하여 얻은 발효물을 여과, 정제, 농축하는 공정에 의해 얻어진 것일 수 있다.
상기 발효물은 균주의 발효에 의한 배양에 의해 달성되고, 발효는 페드-뱃치 공정 (fed-batch process) (피드 공정 (feed process)), 뱃치 공정 (회분 배양) 또는 반복 페드 뱃치 공정 (반복 피드 공정)에 의해 수행될 수 있다. 사용되는 발효 배지는 생산 균주의 요구조건에 따라 최적화될 수 있다. 상기 아미노산 수용액은 하기 특성을 가질 수 있다: 농도 약 560 내지 640 g/L, pH 약 10.2 내지 10.7, 비중 약 1.13 내지 1.14, 순도 약 95 내지 99 중량%.
상기 제조 방법에서, 염기성 아미노산을 생산하는 균주는 염기성 아미노산을 생산하는 균주로서 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 그 종류는 제한되지 않으나, 구체적인 예를 들면 코리네박테리움속 균주를 포함할 수 있다.
또한, 상기 균주가 염기성 아미노산을 생산하는 조건은 염기성 아미노산의 생산양이 많지만 균주 축적량은 적은 조건일 수 있다.
상기 발효물은 여과될 수 있고, 구체적으로는 막을 이용하여 미생물을 분리해 낼 수 있다. 이어서, 미생물이 제거된 발효액은 구체적인 예를 들면 이온 교환 수지탑을 통과할 수 있고, 이에 따라 불순물을 제거하여 염기성 아미노산을 정제할 수 있다. 정제된 염기성 아미노의 농축 공정은 일 예로 염기성 아미노산을 포함하는 발효액(broth)을 진공 및/또는 건조 과정을 통해 농축하여 수행될 수 있다.
상기 "중화 아미노산 수용액"은 아미노산 수용액이 중화된 형태를 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 중화 아미노산 수용액은 아미노산 수용액에 HCO3 - 또는 CO3 2-가 더 포함된 것일 수 있다. 즉, 상기 중화 아미노산 수용액은 아미노산 수용액이 HCO3 - 또는 CO3 2-에 의해 중화된 형태일 수 있다.
상기 아미노산 수용액을 중화하는 단계에서, 중화는 아미노산 수용액에 이산화탄소를 첨가함으로써 수행될 수 있다. 상기 이산화탄소는 미생물의 발효 공정에서 발생한 이산화탄소일 수 있다. 아미노산 수용액에 이산화탄소를 주입하면 수용액 내 HCO3 - 또는 CO3 2-가 포함되어 염기성 아미노산을 중화하는 효과가 발생한다. 이러한 방법에 따르면, 발효 중 생성되는 이산화탄소를 사용할 수 있어 이산화탄소 배출이 저감되고 자원을 재활용할 수 있다.
또한, 종래 아미노산 수용액의 중화를 위해 사용하던 염산 사용 공정을 생략할 수 있으므로 정제 공정을 단순화 할 수 있다.
상기 중화된 아미노산 수용액은 하기 특성을 가질 수 있다: pH 약 8.9 내지 9.5, 비중 약 1.18 내지 1.20, 순도 약 82 내지 89 중량%.
본 명세서에서 "발효액(broth)을 농축하는 단계"는 발효 배지에서 염기성 아미노산의 분리 후 발효 배지의 발효액을 농축하는 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 "농축 발효액"은 염기성 아미노산을 포함하는 발효액(broth)을 진공 및/또는 건조 과정을 통해 농축한 것을 의미할 수 있다. 상기 농축 발효액은 염기성 아미노산을 생산하는 균주를 배양하여 얻은 발효물을 정제 과정 없이 진공, 가온 상태에서 발효액내 총 고형분이 약 50 내지 60 중량%가 되도록, 즉 고체 함량이 약 50 내지 60 중량%가 되도록 농축하는 공정에 의해 얻을 수 있다. 상기 "고체 함량"은 액체의 완전한 제거시에 남아있는 질량을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 아미노산 수용액 및 농축 발효액을 포함하는 아미노산 혼합액을 제조하는 단계는 상온에서 아미노산 수용액 및 농축 발효액을 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 혼합은 혼합액 산에 대한 음이온의 몰 비율이 약 0.15 이상 0.65 이하일 수 있다. 일 실시예에 따르면 상기 아미노산 혼합액의 과립화 공정은 예를 들면 아미노산 수용액 또는 농축 발효액을 과립기 내로 연속적으로 분사하고 분사에 의하여 형성되는 일정한 크기 범위의 입자가 유동층을 형성하도록 열풍을 연속적으로 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 공정을 위하여 통상의 유동층 순환 과립기 등이 이용될 수 있다. 과립화 조건은, 예를 들면, 주입 속도 약 5 내지 10 mL/분, 노즐 압력 약 1.2kg/cm2, 온도 약 75 내지 80℃가 될 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 과립형 사료 첨가제는 동물 사료의 제조에 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들면, 상기 사료 첨가제는 동물 사료 프리믹스(premix)의 일부 또는 동물 사료의 전구물질로서, 그 자체로 사료 물질과 혼합할 수 있다.
상기 과립형 사료 첨가제는 동물에게 단독으로 투여하거나 식용 담체 중에서 다른 사료 첨가제와 조합하여 투여할 수도 있다. 또한, 상기 사료 첨가제는 탑 드레싱으로서 또는 이들을 동물 사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도의 경구 제형으로 용이하게 동물에게 투여할 수 있다.
실시예에 따른 과립형 사료 첨가제는 고함량의 염기성 아미노산을 포함하면서도 염기성 아미노산에 의해 발생하는 흡습성, 뭉침 현상을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 과립형 사료 첨가제는 염기성 아미노산을 중화시키기 위해 일반적으로 사용하는 염산 사용 공정을 생략할 수 있는바, 공정의 단순화가 가능하고 염산 사용에 따른 공정상 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 일 양상의 과립형 사료 첨가제를 제조하는 단계를 나타낸 그림이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6
도 1은 일 양상의 고함량 염기성 아미노산을 포함하는 과립형 사료 첨가제를 제조하는 단계를 타나낸 그림이다. 이하 도 1을 참고하여 각 단계를 구체적으로 설명한다.
1. 아미노산 혼합액의 제조
하기 표 1 내지 2의 조성에 따라 아미노산 수용액과 농축 발효액을 준비하고, 이들을 혼합하여 혼합액을 준비하였다. 본 실시예에서는 염기성 아미노산의 예로 L-라이신을 사용하였다. 비교예 1 내지 6은 중화된 L-라이신 수용액 대신 L-라이신 수용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 동일하다. 먼저 아미노산 수용액은 L-라이신을 포함하는 발효액을 정제하여 제조하였다. 발효액 제조를 위하여 pH 7.0 종배지 25mL에 L-라이신을 생산할 수 있는 코리네박테리움 속 균주 (Corynebacterium)를 20시간 동안 30℃에서 200rpm 조건으로 종균 배양을 실시하였다. 종배지는 증류수 1L 기준 포도당 20 g, 펩톤 10 g, 효모추출물 5 g, 요소 1.5 g, KH2PO4 4 g, K2HPO4 8g, MgSO4·7H2O 0.5 g, 바이오틴 100 μg, 티아민 HCl 1 ㎎, 칼슘-판토텐산 2 ㎎, 니코틴아미드 2 ㎎으로 구성하였다. 종균 배양을 통하여 획득된 종균은 pH 7.0 생산 배지에 4 % (v/v)로 접종하여 30℃에서 충분한 통기와 교반을 하며 투입된 포도당이 전부 소진때까지 배양 후 최종 발효액을 얻었다. 생산배지는 증류수 1L 기준 포도당 100 g, (NH4)2SO4 40 g, 대두 단백질 2.5 g, 옥수수 침지 고형분(Corn Steep Solids) 5 g, 요소 3 g, KH2PO4 1 g, MgSO4·7H2O 0.5 g, 바이오틴 100 μg, 티아민 염산염 1 ㎎, 칼슘-판토텐산 2 ㎎, 니코틴아미드 3 ㎎, CaCO3 30 g으로 구성하였다. 배양이 완료된 후, 발효액 내의 L-라이신 농도는 HPLC(Waters 社, 2478)를 이용하여 분석하였다. 상기의 발효액 중 미생물은 0.1μm 사이즈의 막을 이용하여 제거하였다. 미생물이 제거된 발효액은 양이온 교환 수지탑을 통과하여 발효액 내의 L-라이신을 수지탑에 흡착 시켜 기타 불순물들로부터 L-라이신을 분리하였다. 흡착된 L-라이신은 약 2N의 암모니아수를 이용하여 수지탑에서 탈착시켜 회수 후 진공상태에서 가온하여 농축하는 과정에 의해 L-라이신 수용액을 제조하였다. 농축 후 L-라이신 수용액의 농도는 560 g/L, pH는 10.2, 비중은 1.13, 순도는 99 중량%이었다. 중화된 L-라이신 수용액은, 상기 L-라이신 수용액 35kg을 중화조에 투입 후 50℃ 온도 조건에서 5 부피%의 이산화탄소를 포함한 기체를 1000L/min으로 500rpm 교반 조건에서 10시간 동안 주입하였다. 이산화탄소 주입에 따른 중화 L-라이신 농도와 중탄산이온 또는 탄산이온 농도는 HPLC(Waters 社, 2478)를 이용하여 분석하였다. 중화된 L-라이신 수용액은 상기 L-라이신 수용액에 HCO3 - 또는 CO3 2-가 더 포함된 것이다. 중화된 L-라이신 수용액의 pH는 8.9, 비중은 1.20, 순도는 89 중량%이었다.
농축 발효액은 상기와 같이 제조한 발효액을 정제 공정을 거치지 않고 진공상태에서 가온하여 농축하여 제조하였다. 농축 후 발효액 내 총 고형분이 56 중량%가 되도록 하였다.
상기 L-라이신 수용액 또는 중화된 L-라이신 수용액은 표 1과 표 2에 명시된 비율에 따라 농축 발효액과 혼합하여 혼합액을 제조하였다. 혼합액 내 L-라이신과 HCO3 - 또는 CO3 2-의 농도를 HPLC(Waters 社, 2478)를 이용하여 분석하였다. 농도 분석 결과를 이용하여 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 혼합액 내의 L-라이신에 대한 HCO3 -의 몰 비율을 계산한 결과를 각각 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액
혼합액 내 라이신 비율(%) 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
혼합액 내HCO3 -/L-라이신 몰 비율 0.62 0.54 0.43 0.32 0.27 0.19
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액
혼합액 내 라이신 비율 (%) 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
혼합액 내HCO3 -/L-라이신 몰 비율 0.04 0.02 0.02 0.05 0.03 0.02
표 1에 나타낸 바와 같이, L-라이신 수용액 비율이 증가함에 따라 혼합액 내 HCO3 -/L-라이신 몰 비율이 감소하였다. 표 2에 나타낸 바와 같이, L-라이신 수용액 비율 변화에 따른 혼합액 내 HCO3 -/L-라이신 몰 비율에는 유의적 변화가 없었다.
2. 과립의 제조
상기 표 1, 2에 명시한 혼합액을 과립화 하였다. 구체적으로, 준비된 혼합액은 유동층 순환 과립기로 5 mL/min로 주입, 노즐 압력 1.2kg/cm2 로 80℃의 과립기 내부로 분무되어 과립화하였다. 제조된 과립은 사별을 통하여 약 0.5 내지 3.0mm의 크기로 선별하였다.
2.1. 과립 내 L- 라이신에 대한 HCO 3 - 의 몰 비율 및 L- 라이신 함량 분석
상기 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 6의 과립 내 L-라이신에 대한 HCO3 -의 몰 비율 및 L-라이신 함량을 분석하기 위해서, 미량의 과립을 1L 3차수에 용해한 후, HPLC(Waters 社, 2478)를 수행하고, 그 결과로부터 몰 비율을 계산하였다. 계산 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
중화L-라이신수용액 농축발효액 중화L-라이신수용액 농축발효액 중화L-라이신수용액 농축발효액 중화L-라이신수용액 농축발효액 중화L-라이신수용액 농축발효액 중화L-라이신수용액 농축발효액
100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
과립 pH (5 중량 %) 9.2 9.2 9.0 8.9 8.8 8.7
L-라이신 함량 (%) 81.6 80.1 80.6 79.5 79.3 79.7
과립 내HCO3 -/L-라이신 몰 비율 0.52 0.47 0.36 0.25 0.14 0.10
항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
L-라이신수용액 농축발효액 L-라이신수용액 농축발효액 L-라이신수용액 농축발효액 L-라이신수용액 농축발효액 L-라이신수용액 농축발효액 L-라이신수용액 농축발효액
100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
과립 pH (5 중량 %) 10.2 10.1 9.8 9.6 9.4 9.3
L-라이신 함량 (%) 98.4 94.2 90.2 86.6 83.2 81.7
과립 내HCO3 -/L-라이신 몰 비율 0.02 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02
표 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 과립 내 L-라이신에 대한 HCO3 -의 몰 비율은 실시예 1 내지 6의 경우 0.1 내지 0.52의 범위이고, 비교예 1 내지 6의 경우 0.02 내지 0.03 수준으로 확인되었다.또한, L-라이신 함량은 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 6 모두에서 78% 이상으로 확인되어, 고함량인 것을 확인하였다.
2.2. 흡습성 및 고화성 평가
상기 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 6의 흡습성 및 고화성을 평가하기 위해서, 각각의 과립 3g을 일회용 질량 접시에 담아 40℃, 60% 상대습도 조건에서 1주일 동안 보관한 후 질량 변화를 통하여 과립내 수분변화를 측정하였다.
추가적으로, 이렇게 수분을 흡수한 과립의 뭉침 현상(고화성)을 정량 평가하기 위하여, 1.7mm 망 크기를 지닌 체 위에 과립을 옮겨 진동기기를 이용하여 진동(50Hz 조건, 5min)후 체를 빠져나온 과립 질량을 측정하여 뭉침 정도를 측정하였다. 뭉침 정도는 다음의 식으로 계산하였다.
Figure PCTKR2018015539-appb-I000001
이 결과를 하기 표 5 및 6에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액 중화 L-라이신 수용액 농축 발효액
100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
1주일 후 수분함량 (%) 2.7 3.7 4.4 5.4 5.7 6.9
1주일 후 뭉침정도 (%) 1.9 2.1 2.0 3.2 2.9 45.2
항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액 L-라이신 수용액 농축 발효액
100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 55 45
1주일 후 수분함량 (%) 11.2 10.3 10.4 10.1 10.1 10.2
1주일 후 뭉침정도 (%) 99 97 98 96 97 95
표 5 및 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6은 비교예 1 내지 6에 비해서 수분 함량 및 뭉침 정도가 현저히 낮았다. 특히, L-라이신 수용액만을 이용한 경우(비교예 1), 흡습성이 가장 높은 것으로 확인되었으며, 비교예 1 내지 6 조성물에서 L-라이신 수용액의 비율이 증가함에 따라 과립의 흡습성이 증가되는 것으로부터 정제된 L-라이신의 극성이 과립의 흡습성을 증가시킴을 알 수 있었다. 한편, 실시예 1 내지 6 조성물에서, 중화 L-라이신 수용액의 비율이 감소함에 따라 수분 함량 및 뭉침 정도가 증가하였다. 즉, 과립 내 HCO3 -의 비율이 높아짐에 따라 L-라이신의 극성이 완화되어 과립의 흡습성을 개선시킬 수 있음을 보여준다. 특히, 과립 내 HCO3 -/L-라이신 몰 비율이 0.1 이하 수준으로 감소하게 되면 고화성이 급격하게 증가하였으므로, 고화성 문제를 해결하기 위해서는 HCO3 -/L-라이신 몰 비율은 0.1 초과되어야 함을 알 수 있었다.
따라서, 실시예 1 내지 6 조성물을 통해 과립내 HCO3 -의 비율이 0.1 초과 0.52 이하인 경우 과립의 흡습성을 완화시킬 수 있으며, 이로 인하여 흡습에 의한 뭉침 현상을 완화시킬 수 있음을 확인하였다.

Claims (6)

  1. 염기성 아미노산 및 하기 화학식 1로 표시되는 음이온을 포함하고
    상기 염기성 아미노산에 대한 상기 음이온의 몰 비율이 0.1 초과 0.52 이하인, 과립형 사료 첨가제:
    [화학식 1]
    HnCO3 (2-n)-
    (상기 화학식 1에서 n은 0 또는 1).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 염기성 아미노산은 라이신, 아르기닌 및 히스티딘으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것인, 과립형 사료 첨가제.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 과립은 평균 직경이 0.1 내지 3.0 mm인 것인, 과립형 사료 첨가제.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 과립의 pH가 8.5 내지 9.5인, 과립형 사료 첨가제.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 과립의 수분 함량은 상기 과립의 총 중량에 대하여 7 중량% 미만인, 과립형 사료 첨가제.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 염기성 아미노산의 함량은 상기 과립의 총 중량에 대하여 50 내지 90 중량%인, 과립형 사료 첨가제.
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