KR101018270B1

KR101018270B1 - 식품폐기부산물을 이용한 발효사료 제조방법 및 그에 의한 발효사료

Info

Publication number: KR101018270B1
Application number: KR1020080086129A
Authority: KR
Inventors: 박병길
Original assignee: 박병길
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2011-03-04
Also published as: KR20100027280A

Abstract

본 발명은 (1) 식품폐기부산물을 수거·선별하는 단계; (2) 상기 수거·선별된 식품폐기부산물에 이스트, 소성패분 및/또는 당밀을 각각 단독으로 또는 혼합 첨가하여 1차 발효원료를 제조하는 단계; (3) 상기 1차 발효원료에 이스트, 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후, 40 내지 80 시간 발효시켜 2차 발효원료를 제조하는 단계; (4) 상기 2차 발효원료에 폐식용유 조제물을 혼합한 후, 이에 유산균 제제 및 소성패분을 첨가하고, 40 내지 80시간 발효시켜 최종원료를 제조하는 단계; 및 (5) 상기 최종원료를 30분 내지 2시간 저온건조한 후 과립화하는 단계;로 이루어지는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법과 이러한 방법으로 제조된 발효사료를 제공한다.

본 발명에 따른 발효사료는 유해 미생물의 성장을 억제할 수 있는 부추/파/양파/마늘/생강 추출물을 첨가하며, 특정한 유산균 제제로 발효시킴으로써, 항균 및 항생 효과가 우수하므로 살모넬라, 포도상구균, 대장균 등의 오염을 예방하고 사육가축의 성장을 촉진할 뿐만 아니라 식품폐기부산물의 독성을 저하시켜 이의 활용성을 높이고, 원료 가격을 저하시켜 경제성이 높다는 장점이 있다.

Description

식품폐기부산물을 이용한 발효사료 제조방법 및 그에 의한 발효사료 {Fermented feeds using by-products obtained from food wastes and Processing method thereof}

본 발명은 식품폐기부산물을 이용한 발효사료 제조방법 및 그에 의한 발효사료에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다양한 식품폐기부산물에 부추, 파, 마늘, 양파 및 생강 추출물과 특정한 유산균을 첨가함으로써 항균 및 항생 효과가 우수할 뿐만 아니라 식품폐기부산물의 오염미생물을 저하시켜 이의 활용성을 높이고, 원료 가격을 저하시킴으로써 경제성이 높은 발효사료의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 발효사료에 관한 것이다.

일반적으로 사료는 가축의 생명을 유지하고, 알, 우유, 고기 등의 산출물을 생산하는데 필요한 유기(有機) 또는 무기(無機) 영양소를 공급하는 물질로서, 좋은 사료는 영양소의 함량이 많고, 가축에게 유해한 성분이 없으며 생산량이 많을 뿐 아니라 쉽게 구할 수 있고, 신선하고 소화율이 높은 것이어야 한다.

그러나, 종래의 배합사료는 그 조성물 중에 곡물은 거의 전량을 외국에서 수입하고 있기 때문에 사료비를 절감하기 어려워 양돈산업 등의 축산업의 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 최근에는 농·축산물 폐기물 등의 식품폐기부산물을 이용하여 사료화하는 방법이 개발되고 있는 바, 현재, 식품폐기부산물의 가축사료화 방법으로는 원형 그대로 사료로 제공하는 방법, 건조, 발효 및 습식발효사료화 방법 등이 주종을 이루고 있다. 원형 그대로 사료로 제공하는 방법은 음식물 찌꺼기의 부패가 용이하고 병원성 미생물의 오염에 의한 가축의 질병 발생 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않으며, 또한 사육단위의 대형화로 인해 현재는 거의 불가능하다. 기계설비에 의한 고속열풍 및 스팀으로 건조시켜 사료화하는 방법은 감량으로 수거 및 운반이 편리해지고, 고온에 의해 병원균이 사멸되므로 전염병에 대한 염려는 없으나, 영양소가 균일하지 못하며 건조비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다. 습식발효사료화 방법은 발효설비에 미생물과 효모를 소량 투입하여 음식물찌꺼기의 유기물을 발효시키는 것으로, 유기물과 무기물의 손실을 최소화하며 영양 발란스를 조절함으로써 양질의 사료원료의 제조가 가능하게 되나, 저렴한 비용으로 충분한 양의 수분조정제를 공급하는 것이 쉽지 않고, 발효처리된 제품 중에 호기호열성 미생물에 속하는 부패미생물이 잔존할 가능성이 있으며, 이 경우 변질되어 악취를 발생하게 되고 비위생적이며 제품의 영양학적 가치도 떨어지게 된다는 문제점이 있다.

한편, 축산업에서 가축의 질병예방 및 성장촉진 등을 위하여 일반적으로 항생제가 사용되고 있으나, 항생제의 사용은 내성균의 증가와 항생제의 잔류로 인한 축산물의 안전성 문제가 대두되어 항생제에 대한 규제 및 대책 마련이 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 출원의 발명자는 부추, 파, 양파, 마늘 및 생강 추출물과 락토바실루스 루테리, 락토바실루스 사케이 및 페디오코커스 애시디락티시의 유산균이 병원균이나 유해미생물의 성장을 억제하고 발효과정 중 생성하는 2차 산물의 항생 효과가 우수함을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서 본 발명의 목적은 유해미생물의 성장을 억제하고 항생 효과가 있는 발효사료의 제조방법 및 그에 의한 발효사료를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 하기 단계들로 이루어지는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법을 제공한다.

(1) 식품폐기부산물을 수거·선별하는 단계;

(2) 상기 수거·선별된 식품폐기부산물에 이스트, 소성패분 및/또는 당밀을 각각 단독으로 또는 혼합 첨가하여 1차 발효원료를 제조하는 단계;

(3) 상기 1차 발효원료에 이스트, 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후, 40 내지 80 시간 발효시켜 2차 발효원료를 제조하는 단계;

(4) 상기 2차 발효원료에 폐식용유 조제물을 혼합한 후, 이에 유산균 제제 및 소성패분을 첨가하고, 40 내지 80시간 발효시켜 최종원료를 제조하는 단계; 및

(5) 상기 최종원료를 30분 내지 2시간 저온건조한 후 과립화하는 단계;

상기 단계(1)의 식품폐기부산물을 수거·선별하는 단계는 예를 들어 수거된 식품폐기부산물을 컨베이어벨트에서 육안으로 선별하고, 자력선별장치를 이용하여 금속재 등의 이물질이 자기력에 의해 제거되도록 할 수 있다. 상기 단계(2)에서는 이러한 방법으로 수거·선별된 식품폐기부산물에 이스트, 소성패분 또는 당밀을 첨가하여 1차 발효원료를 제조한다.

상기 식품 폐기부산물은 음식물 폐기부산물, 식품가공부산물, 농산물선별 폐기부산물, 버섯·활엽수 선별·가공폐기부산물, 축산물가공·사육장 폐기부산물, 수산물가공·양식장 폐기부산물 등을 들 수 있고, 이들은 각각 별도로 수집될 수 있다.

이러한 식품폐기부산물 각각에 대하여 상기 단계(1)에서 식품 폐기부산물을 수거·선별하는 방법 및 이를 이용하여 상기 단계(2)에서 1차 발효원료를 만드는 방법은 예를 들어 하기와 같다.

상기 음식물 폐기부산물은 바람직하게는 단체급식소 청정 폐기부산물일 수 있고, 이는 1일 당 2회 이상 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 음식물폐기부산물은 컨베이어 벨트 상에서 육안으로 선별하고 자력선별장치에 의해 이물질을 제거한 후 수분이 10~40 %의 수준이 되도록 압착하여 당밀, 이스트, 소성패분을 혼합하여 20 ~ 40℃에서 40 내지 80 시간 발효시켜 10⁸ CFU 이상의 1차 발효원료를 만들 수 있다.

또한, 상기 식품가공부산물은 엿밥 또는 비지류 등의 식물성 식품가공부산물을 청정수거하여 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 식품가공부산물은 컨베이어 벨트 상에서 육안으로 선별하고 자력선별장치에 의해 이물질을 제거한 후 수분이 10~40 %의 수준이 되도록 압착하여 당밀, 이스트, 유산균(Lac. Acidopilus), 소성패분을 혼합하여 20 ~ 40℃에서 40 내지 80 시간 발효시켜 10⁶ CFU 이상의 1차 발효원료를 만들 수 있다.

상기에서 압착은 수분 함량이 바람직하게는 30% 정도가 되도록 수행할 수 있고, 1회의 공정뿐 만 아니라 다단계로 압착을 수행할 수도 있다.

상기 농산물선별 폐기부산물은 당도 5 이상의 청정 과채류선별폐기부산물을 수거하여 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 농산물선별폐기부산물에 소성패분과 이스트, 유산균(Lac. Acidopilus)을 혼합, 접종한 후 발효시켜 1차 발효원료를 만들 수 있다.

상기 버섯·활엽수선별·가공 폐기부산물은 수거된 버섯·활엽수선별·가공폐기부산물을 컨베이어 벨트 상에서 육안으로 선별한 후 이물질을 제거하고 60 메쉬 수준으로 분쇄하며 적당량의 당밀, 이스트, 소성패분을 혼합, 접종한 후 발효시켜 1차 발효원료를 만들 수 있다.

상기 축산물가공·사육장 폐기부산물은 도축장, 도계장 등의 축산물 사육장의 폐기부산물을 수거하여 컨베이어 벨트 상에서 육안으로 선별한 후 이물질을 제거하고 60 메쉬 수준으로 분쇄하여 펠렛 형태로 만든 후 적당량의 당밀, 이스트, 소성패분을 혼합, 접종한 후 30 ~ 40℃에서 40 내지 80 시간 발효시켜 1차 발효원료를 만들 수 있다.

상기 수산물가공·양식장 폐기부산물은 수산물 양식장, 집하선별장, 수산물 가공장 등에서 폐기부산물을 수거하여 컨베이어 벨트 상에서 육안으로 선별한 후 이물질을 제거하고 당밀, 이스트, 소성패분을 혼합, 접종한 후 발효시켜 1차 발효원료를 만들 수 있다.

상기 1차 발효원료는 균주를 10⁵ ~ 10¹¹CFU/g 정도 함유하는 것이 바람직하다.

상기 단계(3)에서는 이상의 방법으로 각각 제조된 다양한 1차 발효 원료를 이용하여 2차 발효원료를 제조한다. 즉, 상기 1차 발효원료에 이스트, 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후 발효시켜 2차 발효원료를 제조한다.

상기 2차 발효원료는 단백질원 2차 발효원료와 탄수화물원 2차 발효원료로 구분될 수 있다.

상기 단백질원 2차 발효원료는 식품가공부산물, 축산물가공·사육장 폐기부산물 또는 수산물가공·양식장 폐기부산물 등의 1차 발효원료를 이용하여 제조될 수 있고, 탄수화물원 2차 발효원료는 음식물 폐기부산물, 농산물 폐기부산물 또는 버섯·활엽수선별·가공 폐기부산물 등의 1차 발효원료를 이용하여 제조될 수 있다.

상기 단백질원 2차 발효원료는, 식품가공부산물, 축산물가공·사육장 폐기부산물 또는 수산물가공·양식장 폐기부산물을 목표단백질에 부합하도록 함량을 적절 히 조절하여 첨가하고 여기에 이스트를 혼합한 후 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후, 발효시켜 제조될 수 있다.

상기 식품가공부산물, 축산물가공·사육장 폐기부산물 및 수산물가공·양식장 폐기부산물은 바람직하게는 1: 1: 1의 비율로 첨가될 수 있다.

상기 탄수화물원 2차 발효원료는, 음식물 폐기부산물, 농산물 폐기부산물 또는 버섯·활엽수선별·가공 폐기부산물을 목표탄수화물질에 부합하도록 함량을 적절히 조절하여 첨가하고 여기에 이스트를 혼합한 후 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후, 발효시켜 제조될 수 있다.

상기 음식물 폐기부산물, 농산물 폐기부산물 또는 버섯·활엽수선별·가공 폐기부산물은 바람직하게는 1: 1: 1의 비율로 첨가될 수 있다.

상기 단계(3)에서는 별도로 부추, 파, 양파, 마늘, 생강 발효 추출물을 첨가하고 있다. 이러한 채소들은 항암, 살균, 및 항바이러스 효과가 우수한 바, 마늘, 양파 등의 백합과 식물에 많은 유화 알린 성분은 항암, 살균, 항바이러스 효과가 뛰어나고, 생강의 진저롤 역시 이와 비슷한 효능을 가지고 있다. 특히, 마늘의 알리신이라는 성분은 사료에 포함될 경우 세포의 활성화를 보조하여 가축의 면역력을 향상시킨다.

이와 같이 살균, 항암, 항바이러스 효과가 우수한 부추, 파, 양파, 마늘 및 생강의 추출물을 첨가하여 식품폐기부산물의 독성을 완화하고 발효과정에서 증식할 수 있는 병원균이나 부패 미생물 등에 대한 항균 및 항생 작용을 한다.

구체적으로, 양파는 단백질, 비타민, 무기질 및 당질이 풍부하고 천연항산화 제인 퀘르세틴(quercetin)이라는 황색 소에 의해 노화방지 효과가 있다. 또한 각종 약용식물 문헌에 의해 동물의 경우, 고혈압·동맥경화·심근경색이나 당뇨병 등 각종 성인병 예방 및 치료 효과와 항암 효과, 변비개선, 숙취해소 등의 다양한 약리효과가 있음이 알려져 있다.

마늘의 경우, 알릴 화합물은 항암, 살균, 항바이러스 효과가 뛰어나다. 마늘에 많이 들어있는 유화 아릴은 강한 살균력이 있으며 소독약으로 많이 쓰이는 석탄산보다 약 15배나 더 강한 살균력을 가지고 있으며, 양파와 대파에도 유화 아릴이 들어있다. 생강에 들어있는 진저롤도 이러한 효과가 있다. 또한 마늘은 알리신이라는 성분을 가지고 있어 사료에 포함될 경우, 세포 활성화를 도와 가축의 면역력을 향상시키고, 특히 젖소의 위 내에서 비타민 B1과 결합하여 각종 질병에 대한 저항력을 향상시켜주는 역할을 한다.

부추는 영양학적으로 단백질, 지방, 당질, 회분, 비타민 A, 철분 등의 함량이 높으며, 양질의 식이 섬유소원이다. 부추의 냄새는 유황 화합물이 주체인데 마늘과 비슷해서 강장 효과가 인정되고 있다. 예로부터 한방에서는 부추가 강장제, 건위제, 해독제, 화상 치료제로 쓰였고 중국 약물 사전에 의하면 부추가 통증, 설사를 멈추게 하며 해독, 천식에 효과가 있다고 한다. 뿐만 아니라 부추는 항혈전효과와 β-카로틴, 클로로필 (chlorophyll), 비타민 C 등에 의한 강력한 항산화 효과를 나타낸다.

상기 부추/파 추출물은 파, 부추 선별장에서 폐기부산물을 수거한 후 5 ~ 30 시간 동안 예비건조한 후 1 인치 이하의 크기로 절단(chopping)하고, 소성패분, 이 스트, 당물을 혼합한 후 발효시켜 제조될 수 있다. 여기서, 부추선별폐기부산물 및 파선별폐기부산물 70~90 중량%, 소성패분 5~15 중량%, 당밀 5~15 중량% 및 이스트 0.1~1 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 양파/마늘/생강 추출물은 양파, 마늘, 생각 재배장의 수확폐기부산물을 수거하여 5 ~ 30 시간 동안 예비건조한 후 1 인치 이하의 크기로 절단(chopping)하고, 소성패분, 이스트, 당물을 혼합한 후 발효시켜 제조될 수 있다. 여기서, 양파선별폐기부산물, 마늘가공폐기부산물 및 생강가공폐기부산물 70~90 중량%, 소성패분 5~15 중량%, 당밀 5~15 중량% 및 이스트 0.1~1 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 단백질원 2차 발효원료 또는 탄수화물원 2차 발효원료에서 이스트는 바람직하게는 0.1~1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3~0.7 중량%로 포함될 수 있고, 당밀은 5~15 중량%, 더욱 바람직하게는 3~7 중량%로 포함될 수 있으며, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물의 총 함량은 바람직하게는 3~30 중량%, 더욱 바람직하게는 5~15 중량%로 포함될 수 있다.

또한, 상기 발효는 30 ~ 39℃에서 40 내지 90 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.

상기 부추/파 추출물: 양파/마늘/생강 추출물의 혼합비는 0.5~1.5: 1의 중량비인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1: 1 의 중량비일 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 단계(2) 또는 단계(3)에서는 유산균인 락토바실루스 아시도필루스(Lac. Acidopholus)를 추가로 첨가할 수 있다. 락토바실루스 아시도필루스는 위를 통과하여 장내에 도달할 수 있고, 또한 장내에서 정착할 수 있는 미생물로서, 전분 소화효소, 단백질 분해효소를 생성하여 사료의 소화흡수를 도와주고, 항생물질을 생산하여 장내 유해세균의 소화관내 정착으로 인한 집락 형성을 방지하며, 유기산 생성을 통한 질병 예방 등에 효과가 있다.

상기 단계(4)에서는 2차 발효원료, 즉, 단백질원 2차 발효원료 및 탄수화물원 2차 발효원료에 폐식용유 조제물을 혼합한 후, 이에 유산균 제제를 첨가한다. 이러한 혼합물에 소성패분을 첨가하여 수분 함량을 조절한 후, 포장하고 40 내지 80시간 동안 발효한다.

앞서 설명한 바와 같이, 식품폐기부산물은 발효 과정에서 부패미생물이 잔존하거나 독성물질이 발생하거나 여러 질병균에 노출되기 쉬운데, 이 경우 변질되어 악취를 발생하게 되고 비위생적이며 이를 그대로 사료로 이용할 경우, 이를 섭취하는 동물에게 비위생적이며 제품의 영양학적 가치도 떨어지게 된다. 이에, 본 발명에서는 발효과정 중 항생 효과를 갖는 2차 산물을 생성하여 항균성이 우수한 유산균을 이용한 유산균 제제를 첨가함으로써 이러한 문제를 최소화할 수 있다.

상기 단백질원 2차 발효원료와 탄수화물원 2차 발효원료는 본 발명의 발효사료에 각각 단백질과 탄수화물을 공급해주며, 폐식용유 조제물은 섭취시 높은 열량을 낼 수 있도록 지방을 공급해준다. 이는 일반 사료에 비하여 식품폐기부산물은 영양분이 부족하여 가축에게 식품폐기부산물만을 급여할 경우 영양의 불균형으로 인해 성장이 늦어지기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위한 것이다. 이러한 단백질원 2차 발효원료와 탄수화물원 2차 발효원료 및 폐식용유 조제물은 소망하는 가 소화영양소 총량(TDN) 에 부합하는 함량으로 첨가될 수 있다.

상기 폐식용유 조제물은 폐식용유를 수거하여 수 차례 여과한 후 지방구를 균일하게 분쇄하기 위하여 120 kg/㎠ 이상의 균질압력을 가하여 제조할 수 있다.

상기 유산균 제제는 살균 우유에 락토바실루스 불가리쿠스, 테르모필루스 및 비피도 박테리아를 접종하여 25~30℃에서 24~48시간 동안 발효시켜 얻은 락토바실루스 불가리쿠스, 테르모필루스 및 비피도 박테리아 균액에 락토바실루스 루테리, 락토바실루스 사케이 및 페디오코커스 애시디락티시의 냉동건조분말을 균액 전체 중량을 기준으로 바람직하게는 0.01~0.1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02~0.05 중량% 첨가, 혼합하여 제조할 수 있다. 0.01 중량% 미만이면 첨가효과가 거의 없으며, 0.1 중량% 초과이면 증가된 양에 따른 첨가효과가 적어 경제적으로 불리하고, 발효가 억제되는 문제점이 있다. 또한 락토바실루스 불가리쿠스, 테르모필루스 및 비피덤 균액에 락토바실루스 루테리, 락토바실루스 사케이 및 페디오코커스 애시디락티시의 혼합비는 2: 1: 1인 것이 바람직하다.

상기 본 발명에서 사용된 락토바실루스 루테리, 락토바실루스 사케이 및 페디오코커스 애시디락티시는 자신은 항생물질이 아니지만 발효 과정 중에 2차 산물로서 항생 기능을 갖는 물질을 생성시키는 유산균이다. 항생물질은 세균의 증식을 억제하는 기능을 가지고 있어서 식품폐기부산물의 발효 과정에서의 부패미생물이나 병원성 물질 등을 제거할 수 있다는 장점이 있다.

상기 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)는 인간과 동물에 자연적으로 존재하는 락토바실러스(Lactobacillus) 개체군의 주요 구성 요소로, 소장에서 주로 발견되고 인간을 비롯한 동물의 출산 채널, 모유, 입에서도 종종 발견된다. 이는 항생 활성을 갖는 것으로 알려져 있다(참조: U.S. Patent No. 5,439,678, 5,458,875, 5,534,253, 5,837,238, 5,849,289). 주로 포유동물에서 면역 기능을 향상시키는 조성물의 생산에 이용되고 우수한 독소 결합과 중화 효과를 나타낸다. 특히 락토바실러스 루테리(L.reuteri) 세포가 글리세롤의 존재에서 혐기성 조건 하에 성장되는 경우, 이들은 루테린(reuterin)(β-하이드록시-프로피온알데하이드)으로 알려진 항균 물질을 생산한다. 상기 루테린은 항균 범위가 대단히 넓고 장내 pH 변화나 단백질분해효소의 존재 등에 영향을 받지 않는 강력한 항균물질이다. 또한, 전통적인 유기산 이외에 다른 항균 물질, 예를 들면, "루테리사이클린(reutericyclin)"(Holtzel, A. et al. Angewandte Chemie International Edition 39, 2766 - 2768, 2000), "PCA(피로글루탐산)" (Yang, Z. Dissertation, Univ. of Helsinki, March 2000), "루테리신(reutericin) 6"(Toba T, et al., Lett Appl Microbiol 13: 281-6) 역시 보고되었다.

상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei)는 유산만을 분비하는 호모(homo) 발효를 하는 락토바실러스 속 유산균으로, 사카신 P(sakacin P)라는 세균억제물질을 생성시켜 여러 가지 병원성 물질과 식품 변폐세균의 발육을 억제한다. 따라서 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)와 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei)를 비롯한 다양한 락토바실러스(Lactobacillus) 종의 균주가 항균제제에 이용되고 있다.

상기 페디오코커스 애시디락티시는 페디오신(Pediocin)이라는 세균억제물질 을 생성시켜서 여러 가지 병원성 물질과 부패미생물의 발육을 억제한다. 특히 미생물 오염을 억제하여 저장성을 높이고 가축에게 유용한 유산균을 제공함에 있어서, 일반 유산균들은 내염성이 낮으나 페디오코커스 애시디락티시는 내염성이 강하다.

상기 소성패분은 발효수분을 조정하여 점도를 조절하기 위한 것으로, 굴 가공장폐기부산물을 수거하여 1년 이상 탈염과 육탈 과정을 거친 것을 컨베이어벨트에서 육안으로 선별하고, 자력선별장치를 이용하여 금속재의 이물질이 자기력에 의해 제거되도록 한 다음, 80℃ 이상에서 건조 후 60 메쉬 이상으로 분쇄하여 얻는다.

상기 포장은 바람직하게는 청정공기 주입구가 부착된 MTBAG 포장을 통해 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 상기 최종원료는 균주를 10⁵ ~ 10¹²CFU/g, 바람직하게는 10⁷ ~ 10¹¹CFU/g으로 함유하는 것이 바람직하다. 또한, pH가 4~5 인 것이 바람직하다.

단계(5)에서는 상기 최종원료를 30분 내지 2시간 저온건조하여 과립화한다. 이 때 열에 약한 유산균의 활성을 유지하기 위해 건조온도는 45℃ 이하를 유지시키는 것이 바람직하다. 상기 건조 공정은 원통로 송풍식 건조로에서 수행될 수 있다.

상기 과립화시 입경은 어린가축용 사료의 경우 2~4 mm, 육성·비육성 가축용 사료의 경우 4~6 mm, 사육완료·출하가축용 사료의 경우에는 6~9 mm 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 어린가축용 사료의 경우 3 mm, 육성·비육성 가축용 사료의 경우 5 mm, 사육완료· 출하가축용 사료의 경우에는 8 mm 일 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 발효사료를 제공한다. 구체적으로 본 발명에 따른 발효사료는 부추/파 추출물과; 양파/마늘/생강 추출물; 및 락토바실루스 루테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실루스 사케이(Lactobacillus sakei) 및 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유산균 제제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 발효사료는 살균, 항암, 항바이러스 효과가 우수한 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가하고, 특정한 유산균을 사용하여 발효시킴으로써 식품폐기부산물의 활용도를 높이고, 축산사육과정에서 살모넬라, 포도상구균, 대장균 등의 오염을 사전에 예방하고 성장촉진 및 질병 예방을 도모할 수 있다.

상기 발효사료는 총 유익 미생물이 10⁵ ~ 10¹²CFU/g, 바람직하게는 10⁷ ~ 10¹¹CFU/g으로 함유하는 것이 바람직하다. 또한, pH가 4~5 인 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 다음 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해 제안된 것으로서 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 1차 발효원료의 제조

음식물폐기부산물, 식품가공부산물, 농산물폐기부산물, 버섯/활엽수선별/가공폐기물, 축산물가공/사육장폐기부산물, 수산물가공/양식장폐기부산물을 각각 수거하여 컨베이어벨트에서 육안으로 선별하고, 자력선별장치를 이용하여 금속재의 이물질을 제거하였다.

또한, 굴가공장 폐기부산물을 수거하여 컨베이어벨트에서 육안으로 선별하고, 자력선별장치를 이용하여 금속재의 이물질을 제거한 다음, 80 ℃ 이상에서 건조하고 60 메쉬 이상으로 분쇄하여 소성패분을 준비하였다.

선별된 농산물폐기부산물 89.5 중량%에 소성패분 10 중량%와 이스트 0.5 중량%를 첨가/혼합하고, 그 외의 음식물폐기부산물, 식품가공부산물, 버섯/활엽수선별/가공폐기물, 축산물가공/사육장폐기부산물, 수산물가공/양식장폐기부산물 84.5 중량%에는 소성패분 10 중량%, 당밀 5 중량%, 이스트 0.5 중량%를 첨가/혼합하여 1차 발효원료를 제조하였다.

제조예 2: 부추/파 및 양파/마늘/생강 추출물의 제조

부추/파 선별장 폐기부산물과 양파/마늘/생강 폐기부산물 각각을 수거하여 1일 정도 예비 건조한 후, 이를 1인치 이하로 자르고, 여기에 소성패분, 당밀, 이스트를 혼합하여 상온에서 72시간 발효시켜 부추/파 추출물과 양파/마늘/생강 추출물을 각각 제조하였다.

제조예 3: 2차 발효원료의 제조

식품가공부산물, 축산물가공·사육장폐기 부산물, 수산물가공·양식장폐기부산물의 1차 발효원료와 음식물폐기부산물, 농산물폐기부산물, 버섯·활엽수선별·가공폐기부산물의 1차 발효원료 각각에 당밀과 이스트, 부추/파 추출물, 양파/마늘/생강 추출물을 첨가하여 25 ~ 30℃에서 48 내지 72 시간 청정멸균공기주입구를 부착한 MTBAG 포장/발효시켜 각 2차 발효원료를 제조하였다.

제조예 4: 유산균 제제의 제조

살균 우유에 락토바실루스 불가리쿠스, 테르모필루스, 비피덤을 접종하여 30~39℃에서 24~48시간 발효시켜 얻은 락토바실루스 불가리쿠스, 테르모필루스 및 비피덤 균액에 락토바실루스 루테리, 락토바실루스 사케이 및 페디오코커스 애시디락티시의 냉동건조분말을 0.03 중량% 첨가, 혼합하여 유산균 제제를 제조하였다.

실시예 1: 발효사료의 제조

식품가공부산물, 축산물가공·사육장폐기 부산물, 및 수산물가공·양식장폐기부산물을 이용한 단백질원 2차 발효원료와 음식물폐기부산물, 농산물폐기부산물, 및 버섯·활엽수선별·가공폐기부산물의 탄수화물원 2차 발효원료에 폐식용유 조제물을 혼합하고, 여기에 유산균 제제와 소성패분을 첨가하였다. 그런 다음 48 ~ 72 시간 청정멸균 공기 주입구를 부착한 MTBAG 포장/발효시킨 후 저온건조하여 이를 과립으로 성형하여 완성하였다.

실험예 1: 경제성 분석

생후 79일령의 비육돈 40두를 20두씩 2개 그룹으로 나누고, 1군에는 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 본 발명의 발효사료를 급여하고, 2군에는 시중에서 구입한 일반 배합사료를 각각 급여하였다. 본 발명에서 2군에 급여한 사료 원가는 kg당 445원이었으며, 1군에 급여한 본 발명의 발효사료의 경우 252.0원이 소요되었다. 이를 1일 평균 두당 섭취량과 49일간의 섭취량에 적용할 경우 사료비 총액은 2군의 경우 약 52,768원, 1군의 경우는 30,625원으로 나타나 발효사료를 사용함으로써 일반 배합사료를 사용한 경우에 비하여 42.0 중량%의 절감효과를 달성하였다. 상기 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

실험예 2: 성장속도 및 질병발생율 분석

실시예 1에 의해 제조된 발효사료로 50일간 돼지와 닭을 사육하여, 성장속도, 질병 발생율, 배설물의 악취, 육질, 경제수명을 일반 사료를 급여했을 때와 대비하여 조사하였다.

조사 결과 일반 사료로 사육된 경우와 비교하여 본 발명의 발효 사료로 사육된 가축은 그 성장속도가 약간 빠르고, 질병발생은 전혀 나타나지 않아 항생제를 별도로 넣어야 되는 일반사료에 비해 안정성이 뛰어나며, 또한 경제적임을 알 수 있었다.

따라서 장기간 각 동물을 사육하면서 실험한 결과를 통하여 볼 때, 본 발명의 발효사료는 단백질, 탄수화물 및 지방 등 각종 영양소가 풍부하여 가축의 성장을 촉진시키고, 각종 질병을 예방하여 우수한 항균 및 항생 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발효사료는 폐기되는 식품폐기부산물을 이용하면서도 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가하여 식품폐기부산물에 의한 오염과 처리비용을 감소시키고, 사료 원가를 현저하게 절감하여 축산농가의 경제적 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 루테린(Reuterin), 사카신(Sakacin) P, 페디오신(Pediocin) 등의 세균억제물질을 이용하여 발효함으로써 유해미생물의 성장을 억제하고 항균 및 항생 효과가 우수하여 축산사육과정에서 발생할 수 있는 살모넬라, 포도상구균(listeria), 대장균(O157) 등의 각종 질병을 사 전에 예방하여 이로부터 가축을 보호하고, 궁극적으로 사육가축의 성장을 촉진한다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

(1) 식품폐기부산물을 수거·선별하는 단계;

(2) 상기 수거·선별된 식품폐기부산물에 이스트, 소성패분 및/또는 당밀을 각각 단독으로 또는 혼합 첨가하여 1차 발효원료를 제조하는 단계;

(3) 상기 1차 발효원료에 이스트, 당밀, 부추/파 추출물 및 양파/마늘/생강 추출물을 첨가한 후, 40 내지 80 시간 발효시켜 2차 발효원료를 제조하는 단계;

(4) 상기 2차 발효원료에 폐식용유 조제물을 혼합한 후, 이에 락토바실루스 루테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실루스 사케이(Lactobacillus sakei) 및 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 유산균 제제 및 소성패분을 첨가한 후, 40 내지 80시간 발효시켜 최종원료를 제조하는 단계; 및

(5) 상기 최종원료를 30분 내지 2시간 저온건조한 후 과립화하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 1차 발효원료는 식품가공부산물, 축산물가공·사육장폐기부산물, 수산물가공·양식장폐기부산물, 음식물폐기부산물, 농산물폐기부산물 및 버섯·활엽수선별·가공폐기부산물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 1차 발효원료 또는 2차 발효원료를 제조하는 단계에서 락토바실루스 아 시도필루스(Lac. Acidophlus)를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 2차 발효원료는 단백질원 2차 발효원료 및 탄수화물원 2차 발효원료로 이루어져 있고,

상기 단백질원 2차 발효원료는 식품가공부산물, 축산물가공·사육장폐기부산물 및 수산물가공·양식장폐기부산물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 1차 발효원료로 제조되고,

상기 탄수화물원 2차 발효원료는 음식물폐기부산물, 농산물폐기부산물 및 버섯·활엽수선별·가공폐기부산물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 1차 발효원료로 제조되는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 부추/파 추출물은 부추선별폐기부산물 및 파선별폐기부산물 70~89.9 중량%, 소성패분 5~15 중량%, 당밀 5~15 중량% 및 이스트 0.1~1 중량%를 포함하고,

상기 양파/마늘/생강 추출물은 양파선별폐기부산물, 마늘가공폐기부산물 및 생강가공폐기부산물 70~89.9 중량%, 소성패분 5~15 중량%, 당밀 5~15 중량% 및 이스트 0.1~1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료의 제조방법.
삭제
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 발효사료로서, 부추/파 추출물; 양파/마늘/생강 추출물; 및 락토바실루스 루테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실루스 사케이(Lactobacillus sakei) 및 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유산균 제제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품폐기부산물을 이용한 발효사료.