미네랄의 결핍을 최소화하기 위해 배합사료를 통해 미네랄을 보충시키고 있다. 그러나 여기에서 가장 큰 문제는 바로 미네랄의 흡수 이용률이다. 배합사료에 첨가하는 미네랄은 대부분 무기형태의 미네랄로 흡수 이용률이 동식물 체내에 존재하고 있는 천연 미네랄에 비해 많이 떨어진다. 그렇다고 이를 위해 다량의 미네랄을 첨가할 수도 없다. 왜냐하면 무기형태의 미네랄은 흡수 이용률이 낮아 대부분이 분뇨로 다시 배설이 되어 환경오염의 주범으로 작용하기 때문이다. 이를 위하여 개발된 즉 친환경 축산의 기본이 될 영양소가 킬레이트 미네랄이다.
무기이온이 풍부한 생식물 중 버려지는 부산물을 이용하여 미네랄 확보를 위한 발효최적조건을 설정하고 발효물에 함유된 미네랄 여과 및 정제 조건을 확립하였다. 생식물 가공 후 부산물을 활용하여 다량의 미네랄을 확보하고, 생식물 미네랄 배지조성을 위하여 백미 도정 후의 현미부산물인 미강을 고체 발효시켜 열수추출한 결과 칼륨 2,019.2 mg/100 g을 포함한 미네랄을 얻을 수 있었다. 추출물에 대한 순차적인 여과로 칼륨 1,769.70 mg/100 g을 포함한 미네랄을 확보하여 정제한 후 미네랄을 염수와 치환하기 위한 조건을 확립하기 위하여 유량과의 상관관계를 알아본 결과 유량이 변화하여도 전기투석효과에 영향이 없었으며, 유속이 200 mL/L로 빠를 때 생산제품인 정제수실 반응액이 농도가 낮게 나타났다. 인가전류와의 상관관계에서는 전류를 높게 인가할수록 전기투석효과가 높게 나타났고, 그 증가곡선도 역포물선으로 인가전류가 높을수록 효율이 높음을 나타냈다. 시간과의 상관관계 결과 90분 이내에 95%의 추출액 이온이 정제수로 회수 되었으며 비례적으로 추출 이온별 농도의 변화가 있었다. 정제수실의 이온 농축수에 정제염수실에서 조성된 수산화나트륨을 혼합하여 pH 7.4 의 안전한 염화화합물을 조성할 수 있게 되었다. 전기투석 공정의 원리를 이용하여 생식물 발효 조성액에 함유된 미네랄을 정제염수와 이온치환하여 나트륨 함량 40% 대비 최저 5.7%~최고 30%까지 나트륨이 감량된 소금을 제조하여 미네랄 저염소금 개발 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구는 다량 미네랄 6종 및 미량 미네랄 8종이 함유된 천연 미네랄 워터의 기능성을 확인하기 위해 역류성 식도염 유발 동물모델을 이용하여 개선 효과를 분석하였다. RAW264.7에서의 세포 생존율 측정 결과를 통해 미네랄 워터는 세포에 대한 독성이 없음을 확인하였으며, 역류성 식도염 동물모델에서 위 내용물 역류에 의한 식도 손상을 감소시켰으며, 식도 점막 보호 작용으로 인해 세포 연접 단백질 발현을 억제하였다. 따라서, 미네랄 워터의 식도 보호 작용은 조직 내 염증성 단백질 및 점막 재생 관련 단백질을 조절함으로써 나타난 것으로 사료된다. 이러한 연구 결과를 통해, 미네랄 워터의 기능성을 확인함으로써 음용수, 식품 생산 등의 다양한 산업 분야에서의 활용성과 가축 생산에 있어 면역증진 및 염증 관련 질병에 대처할 수 있는 친환경 기능성 사료첨가제로서의 미네랄 워터의 이용 가치를 확인할 수 있었다.
본 시험은 천연 미네랄 제제의 첨가가 산란계에 있어 생산성, 계란 품질과 혈액과 난황내 미네랄 조성에 대하여 영향을 미치는 영향을 실시하였다. 사양 시험은 63주령 Hy-line Brown 252수를 공시하였으며 처리구는 1) Control (CON), 2) Contro1+1% 키토산+0.25% 천연 미네랄제제(C1-M0.25), 3) Contro1+1% 키토산+0.50% 천연미네랄 제제(C1-M0.5), 4) Contro1+2% 키토산+0.25% 천연 미네랄제제(C2-M0.25), 5) Contro1+2% 키토산+0.50% 천연 미네랄제제(C2-M0.5), 6) Control+3% 키토산+0.25% 천연미네랄 제제(C3-M0.25) 및 7) Contro1+3% 키토산+0.50% 천연미네랄 제제(C3-M0.5)으로 총 7처리구 3반복, 반복당 12수씩임의 배치하였다. 전체 시험기간 동안 키토산과 천연 미네랄 제제의 첨가는 대조구와 비교하여 산란율, 난각 강도, haugh uint 및 혈액과 난황내 미네랄 조성 등을 개선시켰으며, 미네랄 0.5% 첨가한 처리구는 0.25% 첨가한 처리구와 비교하여 혈액 내 K, Fe와 난황내 Fe함량을 개선시켰다. 키토산 3%에 천연 미넬랄 제제 0.5% 첨가한 처리구는 산란율과 난각 강도, 난황색 등에서 대조구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 결론적으로 산란계 사료내 키토산과 천연 미네랄 제제의 첨가는 산란계의 생산성, 난각 특성, haugh unit 과 혈액 및 난황 내 미네랄 조성을 개선시켰다.
건축물 에너지 사용량과 온실가스 배출량 감소를 목적으로, 열적 물성 등이 향상된 새로운 단열소재가 개발 사용되는 추세이다. 이중 기존 단열소재의 문제점 (가연성, 처짐, 수분 취약성, 단열성능 저하 등)을 보완한 미네랄 하이드레이트 소재가 새롭게 사용되고 있다. 미네랄 하이드레이트는 건축물 구조체로 사용되는 ALC의 제조방법과 유사하나, 구조체가 아닌 단열소재만으로 사용된다는 특징을 갖는다. 미네랄 하이드레이트 제조를 위해서는 시멘트, 생석회 및 무수석고 등이 사용되며, 무수석고는 전량 수입에 의존하고 있다. 따라서 본 연구에서는 수입대체효과 뿐만 아니라, 폐기물 재활용 측면에서 무수석고를 대체하여 석유제조 공정 부산 탈황석고를 사용하고자 하였다. 탈황석고를 미네랄 하이드레이트 원료로 사용할 경우, 무수석고 전량과 생석회 일부를 대체할 수 있었다. 더불어 탈황석고를 사용한 미네랄 하이드레이트는 기존 무수석고 사용시와 유사한 열적, 물리적 특성도 발현되었다.
칼슘, 마그네슘과 같은 양이온은 피부 장벽을 보호하는 기능이 있다고 알려져 있다. 본 연구의 목적은 칼슘, 마그네슘, 망간, 불소로 이루어진 미네랄워터의 피부 장벽 보호 기능을 확인하기 위한 것이다. 피부가 자외선에 노출되게 되면 밀착연접(tight junction, TJ)이 파괴되며, 밀착연접으로 이루어진 피부 장벽도 손상 받게된다. 미네랄워터가 자외선에 의해 손상된 피부의 장벽기능을 보호할 수 있는지 평가하기 위해 인공피부 모델을 이용한 실험을 진행하였다. 인공피부에 자외선을 조사하고 미네랄워터를 처리하면 피부 장벽 손상을 막아준다. TJ permeability assay를 통하여 자외선 처리 시 손상된 밀착연접 장벽이 미네랄워터 처리에 의해 유지되는 것을 확인하였다. 각질형성세포를 이용한 실험에서 미네랄워터가 밀착연접 구조를 유지시켜 주고, 자외선에 의해 감소된 occludin 단백질의 생성량이 회복되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 미네랄워터는 자외선에 의한 피부 장벽 파괴를 막아주는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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