KR100398478B1 - 기능성 매실 발효사료 및 그 제조방법 - Google Patents

기능성 매실 발효사료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매실과즙을 이용한 기능성 발효사료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 매실을 이용한 기능성 발효사료의 제조방법은 매실의 1차 가공(탈피) 부산물인 매실과육 및 과즙에 부형제(탈지강)를 중량비 1 : 1로 혼합하여 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae.KCTC 7928)를 활용하여 25∼30℃ 조건에서, 혐기 및 호기적으로 1차 효모발효과정을 7일 진행 후, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666) 및 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균을 접종하여 45∼50℃ 조건에서 5일간 2차 발효과정을 거치는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 매실이 지닌 난분해성 고분자 고유성분이 미생물 분해에 의해 저분자 대사물질로 전환된다. 본 발명에 의한 기능성 발효사료는 미생물에 의한 분해과정에서 생성되는 생리활성물질인 비타민, 아미노산, 미지성장인자(UGF)등의 대사산물을 포함한다.

Description

기능성 매실 발효사료 및 그 제조방법{Fermented Feeds Containing Ume and Their Preparation Method}
본 발명은 매실을 이용한 기능성 발효사료 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 매실의 1차 가공부산물인 매실과육 및 과즙에 부형제(탈지강)를 혼합하고, 유용미생물을 활용하여 1차 및 2차 발효과정을 거쳐 가축용 발효사료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
지난 수십 년간 우리축산업은 가축의 예방과 치료 및 가축의 성장을 촉진하고, 사료효율을 개선하여, 가축의 생산성 향상을 기하기 위하여 보편적으로 항생물질을 사용하여 왔다. 그러나 항생물질을 연용하게 되면 내성을 가지는 미생물이 증가하여 그 항생물질의 효능이 떨어지거나, 축산물중에 잔류하게 되어 인체에 악영향을 초래한다는 점에서, 성장촉진을 목적으로 한 항생제의 사용이 점차 규제되고 있다. 현실적으로 축산물의 이물질 잔존 문제가 종종 물의를 일으키고 있으며, 돈육의 대 일본 수출에도 직접적인 장애 요인으로 대두되고 있어, 항생제를 대신할 수 있는 대안이 절실히 필요한 실정이다. 이를 해결하기 위한 대안으로 제시된 것이 미생물을 이용한 발효사료들이나, 대부분은 진균(효모, 곰팡이)을 위주로 한, 단일 균종으로 구성된다. 그러나 사료효율을 개선하여 사료의 양을 줄이거나, 폐사율의 감소를 통한 축산농가의 경제적 이익, 가축의 성장에 대한 영양학적 조절과 질병의 예방 및 스트레스의 저감 등을 감안하면 단일 균주보다는 여러 종류의 유익한 기능성 미생물로 구성된 복합적인 미생물 조합이 더 효율적이다.
또한 종래에도 부산물(한약재, 녹차, 유자 등)을 이용한 기능성 발효사료를 제조하는 방법들이 안출되어 많이 실용화되고 있으나, 대부분의 제조방법들은 부산물을 수거하여, 분쇄나 건조과정의 단순한 물리적 공정을 거쳐 사료에 첨가하여, 가축에 급여하는 방법들이다. 이러한 방법들은 부산물이 가지는 유익한 기능성 성분을 가축이 장내에서 쉽게 흡수할 수 있도록 저분자의 성분으로 전환해 주기에는 충분치 못하다는 점이 있다.
본 발명에 활용할 매실은 과육 80%, 수분 85%, 당질 10%로 구성되어 있다. 무기질, 비타민, 유기산은 다른 식품이 미치지 못할 정도로 풍부하며, 구연산, 사과산, 호박산, 주석산 등의 유기산과 칼슘, 인, 칼륨 등의 무기질과 카로틴이 함유되어 있다. 상기와 같이 여러 가지 기능성 성분이 함유되어 있으나, 저장성이 약해 수확과 동시에 가공하여야 하는 문제점이 있다. 본 발명에 이용한 매실의 부산물은 매실음료나 기타 기호식품으로 가공하고 남은 매실을 탈피시킨 것이다. 매실의 부산물 또한 저장성이 약하므로 축산에 응용하기 위해서는 저장성이 우수하며, 동물체내에서 유용한 성분이 쉽게 흡수될 수 있는 적절한 가공처리가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 매실 부산물을 이용하여 저장성이 우수한 발효사료를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생리활성 물질을 함유하는 기능성 발효사료를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 공정의 나타낸 순서도.
본 발명의 매실 부산물은 구연산, 사과산, 호박산, 주석산 등의 유기산과 칼슘, 인, 칼륨 등의 무기질과 카로틴 등의 유용한 성분이 많이 함유되어 있고, 특히 유기산에 의한 낮은 산도(pH 2.5∼3)는 장내 유해균의 억제작용과 신진대사의 촉진 가능성이 있다는 점과 효모발효균인 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae.KCTC 7928)균의 영양학적 특성, 양질의 효모단백질 및 미지성장인자(UGF)의 공급원, 기호성 증진, 소화이용율 촉진효과가 있다는 점, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666)균은 발효능력이 뛰어나고, 장내 유해균에 대한 길항작용, 다량의 효소(아밀라제, 프로테아제)를 생산하는 능력이 우수하여 유산균이 증식하는데 필요한 당류를 제공하여 장내 유산균의 증식에 도움을 준다는 점, 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균은 전분소화효소, 단백질분해효소를 생성하여 사료의 소화흡수를 도와주고, 항생물질(Bacteriocin)을 생산하여 장내 유해균의 소화관내 부착℃정착하여 집락형성을 방지하고, 유기산 생성을 통한 질병 예방 등에 효과가 있다는 점에 착안한 것이다.
본 발명자는 매실음료나 기타 기호식품으로 가공하고 부산물로 폐기되어지는 매실 과육과 과즙을 이용, 상기 기술된 기능성 미생물을 위주로 1차 및 2차 발효과정을 거쳐 생물학적 가공처리를 통한 기능성 발효사료를 제조하게 되었다. 또한 본 발명을 통해 조합된 미생물 균주를 각각 순수 배양하고, 매실부산물과 부형제(탈지강)를 중량비 1 : 1로 혼합한 원료에 미생물 배양물을 접종℃발효시켜 암갈색 분말형태의 발효사료를 제조한 후, 병원성균 억제실험 및 사양실험을 통하여 그 결과를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 기능성 발효사료의 제조방법은, 매실의 1차 가공 부산물인 매실과육 및 과즙에 부형제를 혼합하고, 유용미생물을 활용하여 1차 및 2차 발효과정을 거치는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 공정도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 매실음료나 기타 기호식품으로 가공하고, 부산물로 폐기되어지는 매실 과육과 과즙을 이용하여, 부형제로서 탈지강을 부가한 다음, 생물학적 가공을 위한 3종(효모균, 바실러스균, 유산균)의 복합 균주를 이용하여 발효시키는 것으로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 매실을 이용한 기능성 발효사료는 매실의 1차 가공 부산물인 매실과육 및 과즙에 부형제(탈지강)를 중량비 1 : 1로 혼합하여 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae.KCTC 7928)를 활용하여 25∼30℃ 조건에서,혐기 및 호기적으로 1차 효모발효과정을 7일 진행 후, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666) 및 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균을 혼합 접종하여 45∼50℃ 조건에서 5일간 2차 발효과정을 거쳐, 가축의 발효사료를 제조할 수 있도록 한 것이다.
매실음료나 기타 기호식품으로 가공하고 남은 부산물인 매실과육 및 과즙은 수분이 85∼90%정도, pH 2.5∼3정도이며, 이를 미생물을 이용한 유효한 발효공정을 유도하기 위해서는 적절한 수분과 산도조절이 필요하다. 따라서 곡류 부산물인 탈지강을 이용하여 각각 중량비 1 : 1로 혼합하여 수분을 45∼55%, pH 4.5∼5로 조절한 후, 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae. KCTC 7928)균주를 1×107/㎖수준으로 하여 균체 및 배양액과 함께 혼합된 표면에 골고루 분사℃접종하고, 25∼30℃ 조건에서, 혐기 및 호기적으로 1차발효 과정을 7일간 수행한 후, 수분이 25∼35%정도, pH 5∼6정도의 적갈색의 시큼한 향과, 달콤한 향을 내는 효모배양물을 얻을 수 있다. 다음으로 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666)균주 및 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균주를 각각 1×107/㎖수준으로 하여 균체 및 배양액과 함께 1차 발효산물의 표면에 골고루 분사℃접종하고, 45∼50℃ 조건에서 5일간 2차 발효과정을 거쳐, 20℃의 열풍으로 20∼24시간 건조하여, 수분 10∼15%정도, pH 5.5∼6.5정도의 암갈색의 달콤한 향을 내는 기능성 발효사료를 제조할 수 있도록 한 것이다.
본 발명자는 본 발명물이 항생제의 대체가능성 및 기능성 효과를 위해 본 발명에 따라 제조한 후, 장내 병원성균인 대장균과, 살모넬라균에 대한 억제시험을 통하여 그 결과를 확인하였다.
실시예 1. 매실부산물을 이용한 기능성 발효사료 제조
매실의 1차가공 부산물인, 씨가 탈피된 과육과 과즙을 수거하여, 매실과즙 250㎏에 대하여 탈지강 250㎏를 균일하게 혼합하여, 수분 47∼50%, pH 4.8∼5.2로 조절한 후, 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae.KCTC 7928)균주를 10℃의 물에 희석하여 1×107/㎖ 수준의 배양물을 골고루 분사℃접종하고, 25℃로 제어된 발효기내에서 정치℃교반하여 혐기 및 호기 고체배양을 7일간 진행시켜 적갈색의 효모배양물을 제조한 후, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666)균주와 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균주를 각각 10℃의 물에 희석하여 1×107/㎖ 수준의 배양물을 1차 발효물에 골고루 분사℃접종하고, 45∼50℃ 조건에서 5일간 2차 발효과정을 거쳐, 20℃의 열풍으로 20시간 건조하여, 수분 14%정도의 암갈색을 띄는 기능성 발효사료를 제조하였다.
실시예 2. 병원균 증식억제시험
상기 실시예 1에서 제조된 기능성 발효사료를 이용하여, 병원균(대장균, 살모넬라균) 증식 억제시험을 수행하였다.
본 발명의 병원균 증식 억제시험은 대장균(E. coliKCTC 2618)과 살모넬라균(Salmonella choleraesuis. Serotype ThompsomATCC 8391)을 이용하였다.
대장균(E. coliKCTC 2618)을 Nutrient Broth(Difco) 배지에서 37℃, 24시간 배양한 다음, 배양액 1㎖과 상기 (실시예 1)에서 제조된 기능성 발효사료 1g을 취하여 Nutrient Broth(Difco)배지 100㎖에 접종하고, 37℃에서 24시간 진탕배양하여, 일정시간을 주기로 배양액내 대장균(E. coliKCTC 2618)의 밀도를 분석하였다. 대장균(E. coliKCTC 2618)의 선택배지는 대장균(E. coli)용 Petrifilm plate(3M, St. Paul, USA)을 사용하였다. 살모넬라 증식 억제시험은 대장균과 동일한 조건으로 수행하였으며, 살모넬라균(Salmonella choleraesuis. Serotype ThompsomATCC 8391)의 선택배지는 bismuth-sulfite agar(Difco) 를 사용하였다.
상기와 같이 (실시예 1)에서 제조된 기능성 발효사료의 병원균 증식 억제시험의 결과는 다음과 같다.
표 1. 혼합배양에 의한 병원균 억제 실험결과
배양시간 E. coli와 발효사료 혼합배양시 대장균 수 (cell/㎖) Salmonella와 발효사료 혼합배양시 살모넬라균 수 (cell/㎖)
0 100,000 (100.0) 100,000 (100.0)
4 142,000 (142.0) 135,000 (135.0)
8 92,000 (92.0) 95,000 (95.0)
12 67,000 (67.0) 69,000 (69.0)
16 21,000 (21.0) 27,000 (27.0)
20 8,000 (8.0) 16,000 (16.0)
24 2,100 (2.1) 3,300 (3.3)
* ( )는 배양액초기의 해당균 밀도에 대한 상대백분율 임.
혼합배양액 내 병원균의 밀도는, 대장균(E. coliKCTC 2618)과 살모넬라균(Salmonella choleraesuis. Serotype ThompsomATCC 8391) 모두, 초기에는 증가하다가 이후에는 경시적으로 급속히 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과로 볼 때, 본 발명물의 매실 부산물을 이용한 기능성 발효사료는 가축의 설사를 유발하는 유해한 병원균에 대해 길항능이 있음을 확인하였으며, 따라서, 가축의 설사 등의 병해를 상당량 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.
실시예 3. 사료섭취량, 증체량 및 사료효율에 대한 동물시험
본 시험의 공시동물은 Ross broiler 중에서 체중이 균일한 건강계 90수를 선발하여 항생제 0.05% 첨가구 및 매실박을 단순 건조, 분쇄하여 1%첨가한 처리구, 그리고 매실박에 미생물을 접종하여 발효시킨 발효사료 1% 첨가구를 3처리 3반복 반복당 10수씩 완전임의 배치하여 평사에서 5주간 사양시험하였다..
표 2. 매실박 첨가구와 매실발효사료 첨가구의 비교 사양실험결과
처 리 사료섭취량(kg) 증 체 량(kg) 사료효율(%)
항생제 첨가구 2.24 1.13 0.66
매실박 1% 첨가구 2.23 1.11 0.69
매실발효사료 1% 첨가구 2.41 1.16 0.72
매실발효사료를 첨가하여 5주간 사양시험한 결과 매실발효사료를 1%첨가한 처리구가 항생제 첨가구, 매실박을 단순 가공한 첨가구에 비하여 사료섭취량, 증체량 그리고 사료효율에서 모두 뛰어난 성적을 나타내었다.
본 발명의 발효사료에 의하면 매실이 갖는 기능성 물질과 발효에 사용한 유용한 균주들이 유해한 장내 세균의 증식을 억제하고 소화를 촉진하여 항생제를 사용하지 않고 청정한 축산물을 생산할 수 있다.

Claims (4)

  1. 매실의 1차 가공 부산물인 매실과육 및 과즙에 부형제를 혼합하여 사카로마이세스 세레비지아(Saccharomyces cerevisiae.KCTC 7928)를 활용하여 25∼30℃ 조건에서, 혐기 및 호기적으로 1차 효모발효과정을 7일 진행 후, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis.KCTC 1666) 및 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus.KCTC 3155)균을 접종하여 45∼50℃ 조건에서 5일간 2차 발효과정을 거치는 것을 특징으로 하는 발효사료 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부형제는 탈지강인 것을 특징으로 하는 발효사료 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 매실과육 및 과즙과 부형제는 중량비로 1 : 1의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 발효사료 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 매실과육 및 과즙과 부형제 혼합물은 수분 45∼55%, pH 4.5∼5로 조절되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효사료 제조방법.
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