유기태 미네랄의 이해와 선택

[새미숲]

    목     차

1. 아미노산계 유기태 미네랄의 시작과 분류 

2. 우리나라 사료용 유기태 미네랄 기준 및 규격  

3. 아미노산계 유기태 미네랄의 발전과정
4. 시장의 성장과 글리신계 유기태 미네랄

5. 가짜 불량 제품 출현
6. 프로켐(주)의 유기태 미네랄

1. 아미노산계 유기태 미네랄의 시작과 분류

미국 사료검사관협회(이하 AAFCO)의 규격에 나타난 유기태 미네랄에 대한 정의를 기준으로
한국의 규격 및 유럽연합 규격상의 명칭 등을 다음 표와 같이 정리하였습니다.
                           ▹AAFCO : Association of American Feed Control Officials, 미국 사료검사관 협회
                      *출처

                            미국 ; AAFCO Publication
                           한국 ; 사료관리법 고시 [사료등의 기준 및 규격]-[별표5] 단미사료의 품목별 기준 및 규격
                            E U ; 유럽연합 (Register of Feed Additives)

       표 : 유기태 미네랄의 분류 와 명칭 및 관련법 제정 년도

분류	국 명	유기태 미네랄의 명칭	proposed (제안)	adopted (채택)	amended (개정)
Ⅰ군	미 국	Metal Proteinate ; Copper Proteinate 등 7개 품목	1967	1970	1977 1987
	한 국	펩타이드 아연, 구리, 망간, 철 (4품목)		1999~
	E U	Zinc(Cu,) chelate of protein hydrolysates
Ⅱ군	미 국	Metal amino acid Chelate ; Calcium amino acid Chelate 등 7개 품목	1986	1988	2009
	한 국	미량(다량) 광물질 아미노산킬레이트		2013
	E U	Zinc(Cu,) chelate of amino acids hydrate
Ⅲ군	미 국	Metal amino acid Complex ; Copper amino acid Complex 등 7개품목)	-	1990
	한 국	미량(다량) 광물질 아미노산복합물		2013
	E U	Zinc(Cu,) chelate of amino acids hydrate
Ⅳ군	미 국	Metal (specific amino acid) Complex ; Copper lysine Complex 등 5개 품목	1991	1992
	한 국	미량(다량) 광물질 아미노산복합물에 포함 - 황산아연메치오닌은 별도 규정		2013
				1999~
	E U	Zinc(Cu,) chelate of glycine (-methionine, -lysine ) hydrate

최초의 사료용 유기태 미네랄은 1967년에 제안되어 1970년에 AAFCO 규격으로 채택된 Metal Proteinate 제품입니다.

구리, 아연, 망간, 철, 코발트, 마그네슘 그리고 칼슘프로테네이트 총 7개의 유기태 미네랄에 대하여

국제사료번호 ( IFN : International Feed Number)가 부여 되었습니다.

그로부터 19년 뒤인 1986년에 구리, 아연, 망간, 철, 코발트, 마그네슘, 칼슘 7개 품목의 Metal amino acid Chelate가

제안되었고 1988년에 채택되었습니다.

2년 후 1990년에 Metal amino acid Complex 제품들이 채택되고 1992년에 라이신, 메치오닌과 같은

특정 아미노산을 리간드로 사용하는 Metal (specific amino acid) Complex 제품들이

AAFCO에서 기준 및 규격이 정의되고 채택되었습니다

즉, 사료용 유기태 미네랄은 미국에서 1967 ~ 1992년에 4개 카테고리의 제품으로 규격화되고

세계시장으로 확산, 발전되어 갔습니다.

2. 우리나라 사료용 유기태 미네랄 기준 및 규격

우리나라는 Metal Proteinate에 해당되는 펩타이드 아연, 망간, 구리, 및  철 모두 4개 품목이

‘단미사료의 품목별 기준 및 규격’에 2000년경 등재되었는데,

수입제품을 성분등록하는 과정에서 제정된 것으로 추정합니다.

2013년에 비로소 미국의 Metal amino acid Chelate 와 Metal amino acid Complex에 해당되는 품목들은

단미사료-3.광물성사료로 분류되어 각각 ‘미량(다량)광물질 아미노산킬레이트’와 ‘미량(다량)광물질 아미노산복합물’이라는

명칭으로 등재되었고,

미국의 Metal (specific amino acid) Complex에 해당되는 제품군은 미량(다량)광물질 아미노산복합물 기준에

‘특정 아미노산을 사용한 경우에는 해당아미노산을 명기하여야 한다’ 라는 기준을 두어 포함시켰습니다.

아연메치오닌의 경우는 젖소의 체세포 감소제로 인증되어 국내에 비교적 일찍 정착된 제품입니다.

미국 AAFCO 규격으로는 Metal (specific amino acid) Complex에 IFN6-13-212 Zinc Methionine Complex이지만

국내에서는 ‘미량광물질-아미노산복합물’이나 ‘황산아연메치오닌’ 으로 성분등록 할 수 있습니다.
황산아연 메치오닌의 경우 ‘미량광물질-아미노산복합물’ 기준 및 규격보다 먼저 제정되었고

확인시험, 순도시험, 정량법 등이 정의되어 있습니다.

이 규격도 수입제품이 국내에 들어오면서 2000년 경에 만들어진 규격으로 짐작됩니다.

하지만 이후 2013년에 제정된 미량(다량)광물질 아미노산복합물 기준 및 규격은 AAFCO 규정을 준용하였으나,

세부 IFN코드가 마련되지 않았으므로 모든 미량(다량)광물질과 여러가지 종류의 아미노산을 각각 결합시켰다고 하는

제품들이 포함될 수 있게 폭넓게 규정되었습니다.

AAFCO의 규정을 따랐지만 하위분류가 없으므로 해서 미국의 규정보다 발전시킬 여지가 없고

어떤 무자격 유사제품도 쉽게 등록가능하고 별다른 규제가 없는 기준 및 규격입니다.

3. 아미노산계 유기태 미네랄의 발전 과정
     - 2022년 현재 킬레이트제품, 콤플릭스제품, 프로테네이트 제품간의 구분이 없어짐.

1967년부터 1990년 약 20여년은 미국에서 천연 단백질을 가수분해하여 얻어진 펩타이드와 아미노산을

리간드로 사용한 유기태 미네랄이 출현하고 발전되어온 시기입니다.

단백질 가수분해 기술의 진보에 따라 초기의 프로테네이트 제품들은 리간드 물질이

고분자 펩타이드의 영역을 벗어나  아미노산 및 저분자 펩타이드화하고

이를 광물질과 배위결합의 형태나 착염의 형태로 결합시킨 Metal amino acid Chelate 제품군과

Metal amino acid Complex 제품군이 1986년~ 1990 년 사이에 제안되고 채택되었습니다.

곧 이어 라이신, 메치오닌 등 특정아미노산과 미네랄을 결합시킨

Metal (specific amino acid) Complex 제품들이 채택됨으로써

현재까지 이어지는 모든 사료용 유기태 미네랄 제품의 골격이 1992년에 완성단계에 이르게 됩니다.

그 이후 2010년까지 프로테네이트. 킬레이트 그리고 콤플렉스 제품 간의 구분이 없어지고

보다 더 고함량의 고품질 저원가 제품들로 발전되었고,

유럽의 후발회사들이 글리신을 리간드로 고함량으로 가격경쟁력을 높힌 글리신계 유기태 미네랄 제품을 출시하였습니다

미국 시장의 개발초기는 단백질을 가수분해하여 분해된 펩타이드의 분자량의 크기에 따라

프로테네이트, 킬레이트 그리고 콤플렉스로 나누어지게 됩니다.

프로테네이트 제품의 경우 고분자량의 펩타이드가 리간드로 활용되었지만,

킬레이트 제품의 경우 펩타이드 분자량이 점 차 작아져 최종적으로 분자량 800 g/mol 을 상한 기준으로 하고 있습니다.

단백질을 가수분해하여 얻어지는 아미노산, 펩타이드를 리간드로 하는 유기태 미네랄은

미국의 Zinpro사, Alltech사가 원조회사로 오랜 역사를 갖고 있습니다.

1990년 무렵에 Zinpro사는 콤플렉스 제품으로, Alltech사는 프로테네이트 제품으로 미국 시장에서

분자골격을 차별점으로 동물에 급이 하였을 때 생체 이용률이 자사가 우수하다고 주장하였지만

이후 사료용 유기태 미네랄 시장에서 어느 쪽도 절대적 우위를 차지하지 못하였습니다.

이 시기에 Zinpro사가 주창한 ‘Animal don't lie!’ 는 인증할 수 없는 분자구조의 논제보다는

동물에 급이하여 실증 평가를 하자는 것입니다.

아미노산 펩타이드의 분자량 분포 및 측정, 금속과의 당량비율, 결합의 형태 등 특성에 대한 주장은

실험실적으로 증명하기 어려운 영역이지만, ‘동물은 거짓말을 하지 않는다’는 명언은

현재도 통용되고 있는 가장 현실적 대안입니다.

20종 아미노산의 분자량은 가장 작은 글리신 75 g/mol부터 트립토판 204.2 g/mol 까지 다양하지만

분자량 800g/mol 은 아미노산 3~4개 이하의 저분자 펩타이드를 시용하는 것으로 제한하는 의미입니다.

이는 펩타이드 전량이 모두 아미노산인 가수분해물을 리간드로하는 콤플렉스 제품과 사실상 차별점이 없어진 것입니다.

유기태 미네랄의 원조격인 Zinpro社의 Availa 제품군이나 Alltech社의 Bioplex 제품군 모두

금속과 리간드 아미노산의 몰(mol) 비가 1:1 이고 이들의 아미노산 구성에서 차별성이 없이

산성과 염기성, 극성과 비극성 아미노산이 혼합된 것들입니다.

즉 리간드 아미노산의 구성과 몰비의 큰 차별점이 없으므로

금속과의 결합에서 차별성 또한 극히 사소할 것일 수 밖에 없습니다.

현재도 AAFCO의 분류에서 프로테네이트 킬레이트와 콤플렉스의 구분은

광물질이온과 아미노산의 결합의 형태를 구분하여 정의하고 있지만

20개의 복합아미노산으로 이루어진 리간드 물질의 특성을 고려하고

이들 물질의 결합구조를 식별(chracterization)할 방법이 없다는 측면에서

이제는 사실상 효용성 없는 구분이 되었습니다.

금속이온과 아미노산의 카르복실기와 착이온인가, 아미노산의 아미노기와 금속의 배위결합인가,

금속이온과 아미노산의 1:1 결합인가, 1:1 ~ 1:3 결합인가 하는 것은

1990년대의 과학수준에서 제기된 담론입니다.

단백질의 가수분해로 얻어지는 아미노산과 펩타이드는 등전점이 다양합니다.

때문에 리간드 물질의 평균 등전점보다 낮은 pH 수용액상에서 금속 양이온과 결합인가,

등전점보다 높은 pH 수용액상에서 금속양이온과 결합인가로 킬레이트와 착이온으로 나누고

이들의 생체이용율에 대한 여러 주장들이 있었습니다.

하지만 20종 아미노산과 아미노산 이량체(dimer), 삼량체(trimer) 또는 사량체(tetramer)의 저분자 펩타이드로

구성된 리간드와 금속이온의 결합 반응에 대한 해석은 그 복잡성으로 미루어

앞으로도 실체적 결합형태를 실험적으로 증명하기 매우 어려운 주제입니다.

단지 글리신, 메치오닌 등과 같이 특정 단일아미노산 리간드일 때는 등전점이 명확하므로

금속양이온을 아미노산의 양쪽성이온 어느 쪽에 결합시킬 것인가의 선택은 가능합니다.
예로써

프로켐(주)의 단일 아미노산 제품인 아연 메치오닌은 아연을 아미노기에 배위결합시킨 제품입니다.

그렇지만 실험실적으로 직접적인 입증은 가능하지 않습니다.

미국시장의 단백질을 가수분해하여 개발되었던 원조 제품들은 프로테네이트, 킬레이트 또는 콤플렉스 제품이건

현재는 모두 아미노산 또는 아미노산에 소량의 저분자 펩타이드를 리간드로 하는 제품으로 진화되었습니다.

이는 상대적으로 고함량 제품을 제조할 수 있으므로

가격 경쟁력에서 살아남을 수 있고 또한 품질의 유용성도 있었으므로

현재의 제품형태로 발전한 것으로 해석할 수 있습니다.

Alltech社의 프로테네이트 제품은 초기의 저함량 제품에서 출발하여

현재 Bioplex Zn 15%, Bioplex Cu 12% 제품인데 리플릿 성적서로 보면

Zinpro社의 Availa Zn 12%, Availa Cu 10% 제품과 대동소이한 것으로 판단됩니다.

광물질 함량과 crude protein 함량으로 미루어 금속과 아미노산이 1:1 로 결합한 형태로

상당량 배위결합일 수 있지만 학술적 의미의 킬레이트제품이나 프로테네이트 제품일 수는 없다는 것이

올바른 판단일 것입니다.

즉, 이들 미국제품들은

2002년에 저희 프로켐(주)이 출시한 Vital 제품(Zn 13%, Cu 12%, Fe 10%, 망간 11%)과

설계주안점이 동일한 범주입니다.

4. 시장의 성장과 글리신계 유기태 미네랄제품

○ 유기태 미네랄 시장의 성장
2000년 초반까지 유기태 미네랄은 동물약품의 영역으로 분류되어 사료첨가제 시장에서 비중이 극히 낮았습니다.

이후 유럽연합국들의 친환경 정책으로 가축 분변의 토양 오염 문제가 제기되면서 배합사료에 유기태 미네랄의 비중이 세계적으로도 높아지는 추세입니다.

국내에서도 2017년 아연, 구리, 셀레늄 등의 사용량이 규제되면서 무기태 미네랄에 비해

흡수율이 300%이상 높은 유기태 미네랄에 대한 관심이 촉발되었습니다.

○ 글리신계 유기태 미네랄
스위스, 독일, 중국회사들이 프로테네이트나 복합아미노산 보다 리간드물질의 분자량이 적어

상대적으로 고함량의 유기태 미네랄 제조가 가능한 ‘글리신계 유기태 미네랄’

(AAFCO규격으로 Metal (specific amino acid) Complex) 제품을 출시하였고

국내시장에도 십여 년 전부터 몇몇 회사가 진입하였습니다.

EU 규격에서는 이들은 Zinc ( or Copper. etc ) chelate of glycine hydrate 로 킬레이트라는
문구를 사용하지만 금속과 글리신의 몰mol 비율, 완제품의 물불용분 물질의 관찰결과로
보면 화학적 의미에서 완벽한 킬레이트와는 상관이 없습니다.

금속성분의 고함량화, 대량생산의 가격적 잇점 이외에 리간드물질로 사용되는 글리신은 기능성이 없는 물질이며,

생산기술도 장치 투자이외에 큰 knowhow가 없어 기능성 제품으로 발전은 제한적입니다.

5. 가짜, 불량 제품의 출현
우리나라의 유기태 미네랄에 대한 규격은 내용면에서 AAFCO 규정 그대로이지만 세부 품목별 분류 체계가 없어

불량품도 쉽게 등록이 가능한 취약점이 있습니다.

현재 국내 유기태 미네랄 시장에서 가장 우려되는 사항은

수입산 단백질분말/아미노산 파우더를 사용하여 몰 비율(mol ratio)도 맞지않는

더욱 경악스럽게는 비가용성 금속을 혼합하여 사료관리법 정의에 위배되는 불량제품을 생산하여

킬레이트제품인 양 위장하고 유통하는 회사들이 있습니다.

실제 전혀 유기태 미네랄일 수 없는 미네랄+아미노산+단백질 혼합물이나

미네랄과 아미노산의 비율이 맞지 않은 제품, 아미노산 펩타이드와 합성 반응할 수 없는 비가용성미네랄을 혼합한 제품들을

국내 사료시험검사기관에서 발급받은 시험성적서를 이용하여

고함량 유기태 미네랄로 버젓이 성분등록하고

신기술·신제품이라 고객을 기만하면서 국내시장을 어지럽히고 있는 상황입니다.

저희 프로켐(주) 테크센터에서는 이들 가짜 유기태미네랄, FAKE 제품에 대한 식별법을 찾아내어

그 내용을 다음DAUM 카페. 네이버 블로그, DM 발송 등으로 안내하고 있습니다.
이들은 국내 유기태 미네랄 시장의 건전한 발전을 위해 반드시 퇴출되어야 할 제품들입니다.

6. 프로켐(주)의 사료용 유기태 미네랄

프로켐(주)의 시작은 러시아의 아미노산과 구리를 결합시킨 인체 무해한 친환경 살충, 살균제 기술에서 착안하여,

1998년부터 수행한 천연단백질을 가수분해한 아미노산 펩타이드 물질의 동식물에의 응용연구가 기반이 되었습니다.

프로켐(주)의 핵심 기술은 독창적이고 유니크한 아미노산 펩타이드 추출기술에 있습니다.
양계농장의 액상 영양제에 활용되는 아미렉스(Amilex)는 1998년 출시 이래 여러 양계농장 및 동물약품회사의

액상영양제원료로 좋은 성적을 나타내어 현재까지도 꾸준히 애용되고 있습니다. ( DAUM 카페 아미렉스 )

이후 프로켐(주)가 사료용 유기태 미네랄을 개발하고 사업화한 배경에는 아미렉스 효능을
체험한 고객회사 W社의 개발 제안(2000년)에서 비롯되었습니다

즉 저희의 아미노산 펩타이드 물질 아미렉스(Amilex)와 미네랄을 결합시겨 제품화 하자는 제안이 있었고,

모델제품으로 당시 W社에서 수입 사용중인 미국 Zinpro社의 징크 메치오닌과 Availa Zn, Mn, Cu, Fe 제품을 추천 받았습니다. 제품개발의 과정에서 품질실증 평가는 W社가 모니터링하는 방식으로 이루어졌으며 현재도 W社는 저희의 핵심 고객입니다.

2001년에 먼저 메치오닌과 아연을 결합시킨 징크메치오닌(Amino제품군)을 개발하였고,

2002년에는 ‘Amilex’와 아연, 구리, 망간, 철을 결합시킨 Vital 제품군이 개발 출시되었습니다.

프로켐(주)의 Availa 제품군은 Zinpro社의 Availa 제품군과 동일한 Metal Amino acid Complex에 해당하고

Amino제품군(징크 메치오닌)은 Metal(specific amino acid) Complex에 해당합니다.

천연 단백질에서 유래된 아미노산 펩타이드계 유기태 미네랄은 AAFCO 규격이나 우리나라 규격에서 프로테네이트, 킬레이트, 콤플렉스로 구분하고 있지만, 이들 제품의 차별성을 검정할 식별방법은 없습니다.

원조 제품인 미국 Zinpro社의 Availa제품은 콤플렉스제품이고, Alltech社의 Bioplex 제품도 그들의 주장이나 성분등록사항과는 무관하게 이 제품들도 저희 제품과 분자골격에서 큰 차별점은 없는 것으로 판단합니다.

Availa제품이나 Bioplex 제품보다 프로켐(주) Vital 제품의 주요 차별점은

자체 생산하는 리간드물질인 AMILEX의 품질이 비교우위에 있다는 점을 강조드립니다.

프로켐(주)는 천연단백질에서 유래한 아미노산계 제품이나, 메치오닌 등 단일 아미노산계 미네랄 등

모든 종류의 유기태 미네랄을 독자 기술로 제조 공급 할 수 있는

유기태 미네랄 전문 회사입니다.

믿고 찾아주시면 최선을 다하여

한결 같이 좋은 제품으로 보답하겠습니다.
감사합니다!!