KR100372159B1 - 미생물을 이용한 사료첨가제 제조방법 및 이에 따라제조된 사료첨가제 - Google Patents

미생물을 이용한 사료첨가제 제조방법 및 이에 따라제조된 사료첨가제 Download PDF

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Abstract

대두박을 고초균 및 균류로 가수분해하여 발효시킴으로써 대두박의 소화흡수율이 개선된 사료첨가제 제조방법 및 이에 따라 제조된 사료첨가제 관한것으로, 대두박 및 물을 가온살균기에 넣고 살균하고, 미리 배양된 고초균 및/또는 균류 배양액을 1~20중량%로 접종한 다음 적절한 교반 및 지속적인 제균에어의 공급하에서 20~40℃에서 0.5~5일동안 배양하여 가수분해함으로써 발효된 사료첨가제 제조방법 및 그에 따라 제조된 사료첨가제가 제공된다. 본 발명에 따라 제조된 사료첨가제는 고초균 및/또는 균류가 체내에 일정기간동안 소화기관내에 정상 균총으로 정착할 수 있는 생균제로 작용하여 소화효율이 증대되고 질소배출량이 감소된다.

Description

미생물을 이용한 사료첨가제 제조방법 및 이에 따라 제조된 사료첨가제{A METHOD FOR PREPARING FEED ADDITIVE AND FEED ADDITIVE THERE FROM}
본 발명은 미생물을 이용함으로써 대두박의 소화흡수율이 개선된 사료첨가제 제조방법 및 이에 따라 제조된 사료첨가제에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고초균 및 균류를 이용하여 발효시킴으로써 미리 가수분해된 대두박 사료첨가제 제조방법 및 이에따라 제조된 대두박 사료첨가제에 관한것이다.
일반적으로 미생물을 가축에 이용하는 방법은 동물체내에서 효소생산과 정장을 목적으로 하며, 사용되는 미생물 종류는 매우 제한적으로 이용되며 신균주의 경우 많은 현장실험을 요구하고 있다. 또한 액체발효에 의한 생균제는 고체성 배합사료와 혼합이 어려우며 대량생산, 보관 및 안정성 문제를 수반하여, 실제로는 미생물을 이용한 사료원료 및 첨가제로의 이용이 낮고, 사용에 따른 경제적 이득을 거의 얻지 못하고 있는 실정이다.
한편, 가축사료에 이용되는 영양원중에서 대두박은 영양이 풍부하여 배합사료에 첨가되어 많이 사용된다. 그러나, 현재 대두박을 자연 그대로 배합사료로 이용하는 경우 가축들 특히, 돼지와 닭과 같은 소화시간이 짧은 가축의 장내에서는효율적으로 분해되지 못한다. 따라서, 대두박을 가축에게 사료로 공급할때 가축이 충분히 소화할 수 있도록 미생물을 이용하여 미리 분해하여 공급하는 것이 필요하다.
이에 본 발명의 목적은 섭취시 소화가 용이하고 질소배출량이 적은 대두박 사료첨가제 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미생물을 사용하여 대두박을 미리 가수분해하는 대두박 사료첨가제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조된 섭취시 소화가 용이하고 질소배출량이 적을 뿐만 아니라 정상 균총으로 정착할 수 있는 생균제로 이용가능한 사료첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명의 일견지에 의하면,
i)대두박 30~70중량%와 물 30~70중량%를 가온 살균기에 넣고 교반하는 단계;
ii)교반 후, 121℃이상에서 30분이상 가열한다음 10~50℃로 냉각하는 단계;
iii)냉각후, 미리 배양된 고초균 및/또는 균류 배양액을 1~20중량%로 접종하는 단계; 및
iV)고초균 및/또는 균류가 접종된 대두박을 교반 및 지속적인 제균에어 공급하 20~40℃로 0.5~5일동안 배양하여 가수분해하는 단계;
로 발효된 사료첨가제 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
본 발명의 방법에 의해 제조된 사료첨가제가 제공된다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
대두박은 가축에게 단백질원을 제공하기 위해 많이 이용되는 사료첨가제이다. 그러나 돼지 및 닭과 같이 소화시간이 짧은 가축의 장내에서는 효율적으로 분해되지 못해 체내 이용율이 40~50%로 현저히 낮은 편이다. 이에 본 발명자들은 사료에 첨가되는 대두박을 고초균 및 균류와 같은 미생물을 이용하여 가수분해하여 발효시킴으로써 소화흡수율이 개선된 사료첨가제 제조방법을 발견하였다.
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 같은 고초균 및 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae)와 같은 균류는 단백질을 분해하는 단백질 가수분해효소(프로테아제)와 섬유소 가수분해효소(셀룰라아제)를 고농도로 분비하는 특성이 있다. 따라서, 이와 같은 고초균 및 균류를 이용하여 대두박을 가수분해하여 발효시키면 소화에 용이한 형태로 분해되어 소화율이 개선된 사료첨가제가 제조되는것이다.
대두박 30~70중량%와 물 30~70중량%를 가온살균기에 넣고 교반한다. 일반적으로 발효시 필요로하는 물의 양은 30~70중량%이며, 50중량%가 보다 바람직하다.그 다음, 대두박의 분해가 용이하도록 그리고 다른균의 오염 방지를 위해 고온 수증기를 이용하여 121℃이상에서 30분이상 가열하여 살균한 다음 발효조건에 적당한 온도인 10~50℃로 냉각한다. 10℃이하 및 50℃이상의 온도에서는 고초균 및/또는 균류가 활성을 나타내지 못하여 발효되지 않음으로 10~50℃로 냉각한다. 25~40℃로 냉각하는 것이 보다 바람직하다.
그 후, 진탕플라스크내의 PDB(potato dextrose broth)배지에서 약 24~48시간동안 미리 배양된 고초균 및/또는 균류 배양액을 1~20중량%로 물과 혼합, 가열, 냉각된 대두박에 접종한 다음, 교반 및 지속적인 제균에어의 공급하에 20~40℃로 0.5~5일동안 배양 가수분해하여 발효시킨다.
고초균 및/또는 균류 배양액을 1중량%미만으로 접종하면, 접종량이 너무 적어 발효되지 않을 수 있으며, 20중량%이상으로 접종하더라도 더 이상의 효과를 나타내지 않음으로 비경제적이다. 1~10중량%의 고초균 및/또는 균류 배양액을 접종하는 것이 보다 바람직하다.
배양온도를 20℃미만 또는 40℃이상으로하는 경우, 균이 자라지 못해 발효가 이루어지지않는다. 바람직한 배양온도는 25~40℃이며, 보다 바람직한 배양온도는 35~39℃이다.
발효기간을 0.5~5일동안으로 한정한 이유는 5일이상 발효할 경우 균이 영양소로 이용되어 고갈될 수 있으며 0.5일이하로 발효할 경우 가수분해가 충분히 안될 수 있기 때문이다.
고초균 및/또는 균류가 접종된 상기 혼합물을 배양시 대두박이 고르게 발효,가수분해되도록 하기 위해 교반하고 다른 균으로 오염되는 방지하기 위해 제균에어가 지속적으로 공급된다.
나아가, 상기 대두박 30~70중량%와 물 30~70중량%의 혼합물에 대두박 30~50중량%, 당밀 2~5중량%, 인산칼슘 0.2~0.7중량% 및 황산마그네슘 0.02~0.5중량%를 첨가 혼합할 수 있다. 이는 대두박을 보다 효과적으로 발효하기위한 것이며, 일반적인 액체발효조건과 대두박을 이용한 실험을 통해 얻어진 최적의 조성이다.
바람직하게는 대두박 40중량%, 당밀 3.0중량%, 인산칼슘 0.5중량% 및 황산마그네슘 0.1중량%이 첨가 혼합된다.
나아가 대두박의 발효가 완료된 후, 발효산물에 사료첨가제내의 고초균 및/또는 균류가 열에 안정하고 내산성을 갖도록 다당류를 첨가하여 혼합할 수 있다. 이 때, 다당류는 0.5~5중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 자돈을 이용한 시험결과 다당류를 0.5~5중량%로 첨가한 경우 증체효과를 나타내었으며 5중량%이상으로 첨가한 경우 동일한 효과를 나타내어 그 이상의 양은 불필요하다.
특히 미생물 유래 다당류는 미생물에 의해 생성된 다당류로서 자체적으로 열안정성 및 내산성을 갖음으로 발효산물에 첨가됨으로써 고초균 및 균류를 코팅하게되고 상기 균류가 가축의 장내에서 일정기간 생존하게된다.
따라서 본 발명의 대두박 사료첨가제는 쉽게 소화될 뿐만 아니라 가축의 소화기관내에 일정기간동안 정상 균총으로 정착할 수 있는 생균제로서 작용한다.
상기 다당류는 이에 한정하는 것은 아니지만, 베타-글루칸(β-glucan), 레반(levan), 잔탄검(Xanthan gum) 및 풀루란(pullullan), 폴리사카라이드-7(Polysaccharide-7), 셀룰로오즈, 주글란(zooglan), 젤란(gellan) 및 커드란 (curdlan)이 사용된다.
나아가 발효가 완료후, 필요한 영양원을 보충하기위해 상기 발효산물에 곡류, 강류 및 박류와 같은 영양분이 첨가될 수 있다. 이들은 사료에 일반적으로 첨가되는 양으로, 예를들면 곡류 20~70중량%, 강류 10~50중량% 및 박류 2~30중량%로 첨가된다.
또한, 대두박의 발효완료된 후, 상기 발효산물을 수분함량이 7~10%가 되도록 50~60℃에서 12~24시간동안 열풍 건조할 수 있다. 일반적으로 사료첨가제를 동물에게 투여할때 고체사료를 공급하기때문에 본 발명의 사료첨가제는 건조되는 것이 바람직하다. 건조시 수분 함량을 7~10%로 하는 이유는수분함량이 10%이상이면 다른 균의 오염 가능성이 있으며 7%미만이면 사료첨가제내에 존재하는 고초균 및/또는 균류의 생존율이 급격히 감소되기 때문이다. 건조온도를 50~60℃로 하는 이유는 60℃이상의 온도에서는 사료첨가제내에 존재하는 고초균 및/또는 균류가 사멸되며 50℃이하의 온도에서 건조하면 건조시간이 너무 길어진다.
본 발명에 사용되는 고초균은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtillis), 바실러스 폴리미샤(Bacillus polymyxa), 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 아밀로리티커스(Bacillus amylolyticus)를 포함한다.
본 발명에 사용되는 균류는 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 세이토이(Aspergillus saitoi) 및 아스퍼질러스 포에니시스 (Aspergillus phoenicis)를 포함한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1: 고초균을 이용한 대두박의 발효
대두박 50중량%와 물 50중량%을 가온 살균기에 넣어 교반한 후 고온 수증기를 이용하여 121℃에서 30분 가열한다음 30℃로 냉각하였다. 37℃의 진탕플라스크내의 PDB(potato dextrose broth)배지에서 약 30시간동안 미리 배양된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)배양액을 상기 혼합물에 10중량%로 접종하였다. 적절한 교반을 유지하고 제균에어를 지속적으로 공급하면서 24시간동안 37℃에서 배양 가수분해하여 발효시켰다.
총질소 대비 가수분해된 대두박의 단백질 농도를 로리-포린(Lowry-Folin)발색법으로 측정하였으며, 그 결과 가수분해도는 약 33%이었다.
실시예 2: 고초균을 이용한 대두박 혼합물의 발효
발효조에 대두박 2.0중량%, 당밀 3.0중량%, 인산칼슘 0.5중량%, 황산마그네슘 0.1중량% 및 잔부의 물로 구성된 배지를 첨가한 후 121℃에서 30분동안 살균한후 30℃로 냉각시켰다. 37℃의 진탕플라스크내의 PDB(potato dextrose broth)배지에서 약 30시간동안 미리 배양된 바실러스 서브틸리스 배양액을 상기 혼합물에 10중량%로 접종하였다. 적절한 교반을 유지하고 제균에어를 지속적으로 공급하면서 24시간동안 37℃에서 배양 가수분해하여 발효시켰다.
총질소 대비 가수분해된 대두박의 단백질 농도를 로리-포린(Lowry-Folin)발색법으로 측정하였으며 그 결과 가수분해도는 약 43%이었다.
실시예 3: 균류(fungus)를 이용한 대두박의 발효
대두박 40중량% 및 물 60중량%를 가온살균기에 넣어 교반한 후 고온 수증기를 이용하여 121℃에서 30분간 가열하였다. 30℃로 냉각한 다음 28℃의 진탕플라스크의 PDB배지에서 미리 배양된 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) 배양액을 10중량%로 접종하였다. 적절한 교반을 유지하고 제균에어를 지속적으로 공급하면서 24시간동안 28℃에서 배양 가수분해하여 발효시켰다. 발효후, 상기 발효산물에 다당류 2.0중량%로 혼합한 후 60℃에서 12시간동안 열풍 건조하여 수분함량이 10%이내가 되도록 건조하였다.
총질소 대비 가수분해된 대두박의 단백질 농도를 로리-포린(Lowry-Folin)발색법으로 측정하였으며 그 결과 가수분해도는 약 23%이었다.
실시예 4: 사료첨가제의 제조
혼합기에 실시예 2에서 얻은 발효산물에 옥수수 30중량%, 미강 15중량%, 밀기울 5중량%를 첨가, 혼합하고 60℃에서 12시간동안 건조하여 수분함량이 10%이내가 되도록 건조하여 사료첨가체를 제조하였다.
실시예 5: 돼지에 급여하는 사료효과 시험
본 발명의 사료첨가제가 나타내는 향상된 소화흡수율을 알아보기 위해 21일령 이유자돈에 본 발명의 사료첨가제를 급여하여 증체량을 조사하였다.
총 50두의 21일령 이유자돈을 사용하여 25두(암컷 13두, 수컷 12두)에는 실시예 4에의서 제조된 사료첨가제를, 나머지 25두(암컷 13두, 수컷 12두)에는 옥수수 30중량%, 미강 15중량%, 밀기울 5중량% 및 발효, 가수분해되지않은 대두박 50중량%로 조성된 사료첨가제를 42일동안 급여하였다.
급여하기전, 후의 체중을 측정하여 평균 증체량을 표 1에 나타내었다.
평균 개시체중(kg) 평균 종료체중(kg) 1일 1두당 증체량(g)
대조군 4.82 17.40 414.0
실시예 4.84 18.61 443.1
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 사료첨가제를 급여한 경우에 있어서, 대조군에비해 평균 약 1.2kg이상 체중이 증가하였다.
따라서, 본 발명의 발효된 대두박 사료첨가제가 대두박을 그대로 가축에게 급여하는 경우보다 향상된 소화흡수율을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 사료첨가제는 대두박을 가축에게 공급하는데 있어서, 대두박을 고초균 및/또는 균류를 이용하여 가수분해하여 발효시킴으로써 가축의 소화를 촉진시키고, 따라서 질소배출량을 간접적으로 감소된다. 또한, 체내에 일정기간동안 소화기관내에 정상 균총으로 정착할 수 있는 생균제로써 배합사료에 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. ⅰ) 대두박 30~70 중량%와 물 30~70 중량%를 가온 살균기에 넣고 교반하는 단계;
    ⅱ) 교반 후, 121 ℃이상에서 30분 이상 가열한 다음 10~50 ℃로 냉각하는 단계;
    ⅲ) 냉각 후, 미리 배양된 고초균 및/또는 균류 배양액을 1~20 중량%로 접종하는 단계;
    ⅳ) 고초균 및/또는 균류가 접종된 대두박을 교반 및 지속적인 제균에어 공급하에 20~40 ℃로 0.5~5일 동안 배양, 가수분해하는 단계; 및
    ⅴ) 다당류를 0.5~5 중량% 첨가, 혼합하는 단계로 이루어진, 사료첨가제 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서, 다당류는 베타-글루칸(β-glucan), 레반(levan), 잔탄검(Xanthan gum) 및 풀루란(pullullan), 폴리사카라이드-7(Polysaccharide-7), 셀룰로오즈, 주글란(zooglan), 젤란(gellan) 및 커드란(curdlan)에서 선택된 1종 이상인 것이 특징인 사료첨가제 제조방법.
  7. 제3항에 있어서, 고초균은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtillis), 바실러스 폴리미샤(Bacillus polymyxa), 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 아밀로리티커스(Bacillus amylolyticus) 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 사료첨가제 제조방법.
  8. 제3항에 있어서, 균류는 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 세이토이(Aspergillus saitoi), 아스퍼질러스 포에니시스 (Aspergillus phoenicis) 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 사료첨가제 제조방법.
  9. 제3항 또는 제6항 내지 제9항 중의 한 방법으로 제조된 사료첨가제.
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