KR101655404B1 - 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법 및 이에 의하여 생산된 계란 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법 및 이에 의하여 생산된 계란에 관한 것으로, 자세하게는 산란계용 사료 또는 음수에 도축혈액으로부터 제조한 입상형 발효아미노산 또는 발효 아미노산액을 첨가하여 총 아미노산 함량이 20중량% 이상으로 증대된 계란을 생산하는 방법 및 이에 의하여 생산된 계란에 대한 것이다.

Description

아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법 및 이에 의하여 생산된 계란 {Method for producing functional egg having increased amino acid content, and functional egg having increased amino acid content produced by the same}

본 발명은 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법 및 이에 의하여 생산된 계란에 관한 것으로, 자세하게는 산란계용 사료 또는 음수에 도축혈액으로부터 제조한 입상형 발효아미노산 또는 발효 아미노산액을 첨가하여 총 아미노산 함량이 20중량% 이상으로 증대된 계란을 생산하는 방법 및 이에 의하여 생산된 계란에 대한 것이다.

계란은 영양학적 측면에서 모든 영양소가 골고루 들어가 있어 완전식품으로 불리우고 있으며, 특히 라이신, 메티오닌, 트립토판과 같은 필수 아미노산들을 골고루 함유하고 있어 성장기 어린이들이 많이 섭취하고 있다.

근래에는 계란에 다양한 기능성을 도입하고자 하는 다양한 시도들이 이루어지고 있으며, 홍삼 한방계란, 인삼계란, 비타민 계란 등과 같이 기능성 계란이 판매되는 것을 어렵지 않게 볼 수 있다.

예를 들어, 한국공개공보 제2014-0039778호에서는 사료에 게르마늄 발효물을 첨가하여 계란의 노른자 내에 게르마늄이 다량 잔류하도록 한 기능성 계란이 제시되어 있으며, 한국공개공보 제2015-0067932호에서는 해양 심층수를 농축하면서 생산된 간수용액에 계란을 침적하여 해양 심층수에 함유된 미네랄성분을 다량 함유하도록 한 기능성 계란이 제시되어 있다. 그러나, 이러한 종래의 기능성 계란들은 그 기능성 부가 효과가 미흡할 뿐만 아니라 비경제적이라는 한계가 있었다.

한편, 현재 우리나라에는 식용가축들을 도살하는 도축장이 약 100여 개 정도 운영되고 있으며, 이들 도축장에서는 죽은 가축들로부터 연간 7 만톤 이상의 폐혈액이 배출되고 있다.

상기 가축의 폐혈액은 각종 단백질과 영양소 및 무기질이 풍부하게 함유되어 있고, 특히 알부민, 글로블린, 헤모글로빈과 같은 단백질 성분이 다량 함유되어 있어 이들 단백질 성분들을 생물학적 혹은 화학적 방법으로 잘 분해하고 처리할 수만 있다면 아미노산 등과 같이 유용한 물질들을 회수할 수 있다.

그러나, 현재로서는 이러한 가축들의 폐혈액들은 자원으로서 재활용되지 못하고 대부분 폐기되고 있을 뿐만 아니라 환경오염의 주된 원인으로서 큰 문제를 낳고 있는 실정이다.

한국공개공보 제2014-0039778호 (2014.04.02) 한국공개공보 제2015-0067932호 (2015.06.19)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 현재 폐기되고 있는 도축혈액 내 함유된 단백질 성분을 활용하여 아미노산 함량을 실질적으로 증대시킨 계란을 생산하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 입상형 발효아미노산을 산란계용 사료에 첨가하는 단계; 및 상기 입상형 발효아미노산이 첨가된 사료를 산란계에게 급여하는 단계;를 포함하는 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법을 제공한다. 이때, 상기 사료 내 입상형 발효아미노산의 함량이 0.5~5 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 입상형 발효아미노산은, 수거된 도축혈액에 발효제를 첨가한 후 가열하여 상기 도축혈액 내 포함된 단백질을 발효시켜 아미노산으로 전환시키는 발효 단계; 발효된 도축혈액 내에 고온의 스팀을 직접 분사하여 상기 발효 도축혈액 내에 포함된 아미노산을 복수 기공을 가지는 부정형 덩어리 형태로 증숙시키는 증숙 단계; 증숙된 부정형의 아미노산 덩어리와 잔류 수분을 분리하는 탈수 단계; 탈수된 상기 부정형 아미노산 덩어리를 입상 상태로 가압 성형하는 성형 단계; 및 성형된 입상아미노산을 건조하는 건조단계;를 통하여 제조되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 발효 아미노산액을 산란계용 음수에 첨가하는 단계; 및 상기 발효 아미노산액이 첨가된 음수를 산란계에게 급여하는 단계;를 포함하는 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법을 제공한다. 이때, 상기 음수 내 발효 아미노산액의 함량이 3~5 부피%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 발효 아미노산액은, 수거된 도축혈액에 미생물 배양액과 물을 첨가하여 반응시킴으로써, 상기 도축혈액을 아미노산 용액과 폐혈액 슬러지로 분리하는 단계; 상기 도축혈액으로부터 분리된 아미노산 용액을 여과하여 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 아미노산 용액을 살균처리하는 단계;를 통하여 제조되는 것이 바람직하다.

전술한 방법들에 의하여 생산된 계란은 총 아미노산 함량이 20~30 중량%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도축혈액을 이용한 입상형 발효아미노산을 첨가한 사료 또는 도축혈액을 이용한 발효 아미노산액을 첨가한 음수를 산란계에 급이함으로써, 필수 아미노산 함량이 증대된 계란을 얻을 수 있다.

또한, 도축혈액에 일련의 전처리 과정을 수행하여 고농도 입상아미노산 또는 발효 아미노산액으로 재활용함으로써, 도축혈액의 재활용율을 높이고 도축장에서 배출되는 폐기물의 양을 줄일 수 있어 친환경적이다.

도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 도축혈액을 이용한 입상아미노산 제조 장치의 발효부를 도시한 개략도
도 2,3 - 본 발명의 일실시예에 따른 도축혈액을 이용한 입상아미노산 제조 장치의 증숙부를 도시한 개략도
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따른 도축혈액을 이용한 입상아미노산 제조 장치의 경사 체판을 도시한 개략도
도 5 - 본 발명의 일실시예에 따른 도축혈액을 이용한 발효 알미노산액 제조 장치를 도시한 개략도
도 6 - 본 발명의 입상아미노산이 첨가된 사료를 급이하기 전(Koptri-1551357(a))과 후(도 6, Koptri-1551357(b))의 산란계로부터 생산된 계란 비교사진

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

본 발명의 계란은, 입상형 발효아미노산을 산란계용 일반사료에 첨가한 후, 상기 입상형 발효아미노산이 첨가된 사료를 산란계에게 급여함으로써 생산할 수 있다.

이때, 상기 사료에 첨가되는 입상형 발효아미노산은 도축혈액 내 다량 함유된 단백질을 발효시켜 제조한 것이 사용되는 것을 특징으로 하며, 일 실시예로 상기 도축혈액을 이용한 입상형 발효아미노산은 발효 단계, 증숙 단계, 탈수 단계, 성형 단계 및 건조 단계를 거쳐 제조되는 것이 바람직하다. 이하, 각 단계를 상세히 살펴본다.

먼저, 상기 발효단계는 수거된 도축혈액에 발효제를 첨가한 후 가열하여 상기 도축혈액 내 포함된 단백질을 발효시켜 아미노산으로 전환시키는 단계로서, 상기 발효단계를 수행하기 위한 발효부(10)는 도 1에서 볼 수 있듯이, 발효 탱크(11), 간접 가열기(12), 발효제 투입기(13) 및 제1 교반기(14)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 발효 탱크(11)는 수거된 도축혈액을 담아 수용하도록 내부 수용공간을 갖도록 구성하되, 특히 발효과정이 완료된 발효 도축혈액을 배출하도록 배출구가 형성되는 하단부는, 도축혈액을 발효시키기 위해 간접 가열기(12)로 가열하는 과정에서 발생하는 도축혈액 내에 발생된 응고혈들이 내부 벽면에 들러붙어 축적되는 것을 방지함과 아울러 발효 과정에서 응고혈들이 배출구를 통해 좀더 잘 배출될 수 있도록 단면상 직선 경사면(11a)을 갖도록 원추형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 간접 가열기(12)는 발효 탱크(11) 외주면 상에 구비되어 발효 탱크(11) 외측에서 열을 가해 간접 가열을 통해 발효 탱크(11) 내부에 담긴 도축혈액의 발효에 필요한 기설정된 발효 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 구성된다.

일 실시예로, 상기 간접 가열기(12)는 상기 발효 탱크(11) 외주면 상에 일체로 형성되어 보일러로부터 가열 공급된 온수를 순환시켜 상기 발효 탱크(11) 내의 상기도축혈액을 간접 가열할 수 있도록 하는 온수순환 워터자켓일 수 있으며, 이때, 상기한 온수순환 워터자켓을 통해 상기 발효 탱크(11) 내부에 수용된 도축혈액의 발효 온도를 50℃ 내지 60℃ 범위 이내로 유지할 수 있도록 가열하는 것이 바람직하다.

상기 온수순환 워터자켓을 통해 가열된 발효 온도가 50℃ 미만인 경우 도축혈액 내에 포함된 단백질을 아미노산으로 전환시키는 발효 과정이 원활하게 이루어지지 못하게 되어 생산성이 저하되고, 60℃를 초과하는 경우 발효중인 도축혈액의 응고가 이루지게 되어 응고혈이 발효 탱크(11) 내측 벽면에 들러붙어 축적되는 문제점이 발생할 수 있다.

상기 발효제 투입기(13)는 상기 각 발효 탱크(11)의 상측에 연통되게 설치되어 도축혈액 내에 기설정된 량의 발효제를 공급하는 역할을 한다. 일 실시예로, 상기 발효제 투입기(13)를 통해 발효 탱크(11) 내부로 투입되는 발효제는 프로테아제(Protease)가 사용될 수 있으며, 상기 프로테아제(Protease)의 투입량은 도축혈액 내에 포함된 단백질을 발효시켜 아미노산으로 모두 전환시킬 수 있도록 발효 탱크(11) 내에 담겨진 상기 도축혈액의 0.5% 내지 3 중량% 범위 이내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 교반기(14)는 상기 각 발효 탱크들 내에 회전 가능하게 수납 설치되어 발효 탱크(11) 내에 담겨진 도축혈액을 교반시켜, 발효제 투입기(13)를 통해 공급된 발효제가 도축혈액 내에 잘 혼합될 수 있도록 함과 아울러 내부 벽면에 들러붙은 응고혈들이 탄화되어 발효 탱크(11) 벽면을 통한 간접 가열기(12)의 열전도 효율을 저하시키거나 생산하는 입상아미노산 내에 탄화물이 포함되어 제품의 품질을 저하시키는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 역할을 잘 수행할 수 있도록, 상기 제1 교반기(14)는 제1 구동 모터(15), 제1 교반축(16), 상측의 익형 교반 날개(17)와 하측의 하부 직선 경사면(11a)에 대응되게 경사 각을 가지는 제 1 경사판형 교반 날개(18)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 교반기(14)의 회전 속도는 도축 혈액 내에 포함된 단백질을 아미노산으로 전환하는 분위기를 깨지 않도록 30RPM 내지 40RPM 범위 이내로 구동 제어되는 것이 바람직하다.

이와 같이 발효 단계를 거친 도축혈액은 증숙부(20)로 이송되어 증숙 단계를 거치게 된다. 상기 증숙단계는 발효된 도축혈액을 교반시키며 발효 도축혈액 내에 고온의 스팀을 직접 분사하여 발효 도축혈액 내에 포함된 아미노산을 복수 기공을 가지는 부정형 덩어리 형태로 증숙시키는 단계로서, 상기 증숙단계를 수행하기 위한 증숙부(20)는 도 2에서 볼 수 있듯이, 증숙 탱크(21), 스팀 분사노즐(22) 및 제2 교반기(23)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

증숙 탱크(21)는 도 2에 도시된 바와 같이 이송 수단을 통해 발효 탱크로부터 이송된 발효 도축혈액의 증숙 과정을 수행할 수 있도록 내부 수용공간을 갖도록 구성하되, 하단부에 형성되는 배출구를 향해 전체가 단면상 직선 경사면(21a)을 가지는 원추형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 증숙 탱크(21)의 원추 경사각은 대략 15°내지 30°범위 이내로 이루어지도록 하여, 증숙 탱크(21) 내에서 증숙 과정을 통해 증숙된 부정형 아미노산덩어리들이 벽면에 들러붙어 축적되지 않고 직선 경사면(21a)을 따라 미끄러져 배출구를 통해 좀더 원활하게 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 스팀 분사노즐(22)은 상기 증숙 탱크(21)의 직선 경사면(21a) 일측을 관통하며 설치되어 상기 제2 교반기(23)에 의해 교반되는 상기 발효 도축혈액 내에 보일러에서 공급된 고온의 스팀을 직접 분사하여 스팀열에 의해 상기 발효 도축혈액을 75 내지 95℃ 범위 이내로 가열함으로써 상기 발효 도축혈액에 포함된 아미노산을 덩어리 형태로 증숙시키도록 한다.

상기 제2 교반기(23)는 증숙 탱크(21) 내에 설치되어 발효 도축혈액에 포함된 아미노산을 부정형 덩어리 형태를 이루며 골고루 증숙될 수 있게 교반시켜주는 역할을 하며, 제2 구동 모터(24), 제2 교반축(25), 제2 경사판형 교반 날개(26) 및 부상 배출 스크류(27)를 포함하는 것이 바람직하다.

제2 교반축(25)은 제2 구동 모터(24)에 의해 정회전 또는 역회전 가능하게 증숙 탱크(21) 내에 설치되고, 상기 제2 교반축(25) 상에서 적어도 2개 이상의 제2경사판형 교반 날개들(28)이 상기 증숙 탱크(21)의 직선 경사면(21a)에 대응되게 경사각을 이루며 형성된다.

특히, 상기 제2 경사판형 교반 날개(26)에는 도 3에 도시된 것과 같이 상기 증숙 탱크(21) 내부의 직선 경사면(21a)에 응고혈들이 들러붙지 않게 긁어주기 위한 스크래핑 수단(26a)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 스크래핑 수단(26a)은 스크래핑 블레이드(26b) 및 이를 탄성지지하기 위한 탄성 스프링(26c)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스크래핑 블레이드(26b)는 상기 제2 경사판형 교반 날개(26)의 경사진 가장자리 측면을 따라 형성되는 블레이드 수용홈(26d) 내에 인, 입출 가능하게 끼워져 고정된다.

상기 스크래핑 블레이드(26b)는 상기한 증숙 과정 동안 응고혈들이 증숙 탱크 직선 경사면(21a)에 들러붙지 않게 긁어주는 과정에서 증숙 탱크(21)의 내측 벽면에 스크래치나 마모가 발생시키지 않도록 적어도 증숙 탱크(21)의 직선 경사면과 접하는 선단부가 내열 및 내마모성을 가지진 고무, 플라스틱 또는 실리콘 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 탄성 스프링(26c)은 상기 블레이드 수용홈(26d) 내에 수납되어 상기 스크래핑 블레이드(26b)를 상기 증숙 탱크(21)의 직선 경사면(21a)을 향해 압착되게 탄성 가압해주는 역할을 한다.

또한, 상기 스크래핑 블레이드(26b)의 선단부에는 상기 증숙 탱크(21)의 직선 경사면(21a)을 관통하여 형성되는 상기 스팀 분사 노즐(22)들에 대응되게 노즐 간섭 방지홈(26e)들을 형성하여, 스크래핑 블레이드(26b)를 통해 상기 증숙 탱크(21)의 내부 직선 경사면(21a)을 긁어주는 과정에서 상기 스팀 분사 노즐(22)에 걸려 간섭 받는 것을 방지할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 부상 배출 스크류(27)는 제2 교반축(25)의 제2 경사판형 교반 날개(26) 하측에 설치되어 증숙 과정에서 제2 교반기(23)를 역회전시켜 상기 증숙 탱크(21) 하부로 침전된 아미노산 덩어리들을 상측으로 부상시켜줌으로써 스팀 분사 노즐(22)들을 통해 분사되는 스팀열에 의해 상기 발효 도축혈액에 포함된 아미노산들이 골고루 증숙될 수 있도록 하고, 증숙 과정 완료 후 제2 교반기(23)를 정회전시켜 배출시 증숙된 부정형 아미노산 덩어리들이 증숙 탱크 내에 잔류하지 않고 모두 배출구를 통해 배출될 수 있게 해주는 역할을 한다.

여기서, 상기 제2 교반기(23)는 제2 경사판형 교반 날개(26)들에 의해 증숙되어 만들어진 부정형 아미노산 덩어리들이 기설정된 크기 이하로 부서지지 않도록 상기 5 내지 10RPM 범위 이내의 회전속도를 가지고 교반시킬 수 있게 구동 제어하는 것이 바람직하다.

이처럼, 증숙 단계에서는 발효 단계에서 이송된 상기 발효 도축혈액을 5 내지 10RPM으로 교반하면서, 고온의 스팀열을 이용해 75 내지 95℃ 범위 내에서 2 내지 5시간 동안 가열하여 부정형 덩어리 형태로 뭉치도록 증숙시킴으로써, 증숙된 부정형 아미노산 덩어리들이 내부에 함유된 잔류 수분이 빠져나올 수 있게 큰 기공이 형성된 파쇄석과 같은 모양을 가지며 대략 85% 정도의 함수율을 갖도록 하며, 후술하는 탈수 공정에서 자연 탈수 방식을 통해 간단하게 잔류 수분들을 분리해 낼 수 있도록 한다.

증숙 단계를 거친 도축혈액은, 탈수 단계를 거치게 되는데, 상기 탈수 단계는 증숙된 부정형의 아미노산 덩어리와 잔류 수분을 분리하는 단계로서, 다양한 방식의 탈수 방법이 사용될 수 있으나 자연탈수방식이 바람직하다. 일 실시예로 상기 탈수 과정은 경사 체판(31) 및 스크류 프레스(미도시)를 통하여 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 경사 체판(31)은 증숙 탱크(21)로부터 증숙된 후 배출되어 이송된 부정형 아미노산 덩어리와 잔류 수분을 분리하여 1차 자연 탈수가 이루어지도록 할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 경사 체판(31)은 지지대(34) 상에 동일 간격을 두고 서로 나란하게 배치되는 격자살(33) 사이 사이에 형성되는 체눈(32)이 경사 상면으로부터 경사 하면으로 갈수록 개방 단면이 점차 확대되는 삼각 단면 형상을 갖도록 형성하여, 체눈(32)을 통한 잔류 수분의 분리 배출이 좀더 쉽게 이루어질 수 있도록 하되 부정형 아미노산 덩어리에 의한 체눈(32)의 막힘을 최소화시킬 수 있도록 함과 아울러 역세 과정을 통해 막힌 체눈(32)의 세척이 좀더 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 스크류 프레스는 콘타입으로 이루어진 통체 내에서 상기 경사 스크린에서 분리된 부정형의 아미노산 덩어리들을 가압 스크류를 통해 가압 이송하는 과정에서 2차 가압 탈수가 이루어지도록 할 수 있다.

이처럼, 경사 체판(31)을 통해 1차 탈수된 대략 10 내지 100mm 입자 크기의 부정형 아미노산 덩어리들은 스크류 프레스를 통한 2차 탈수 과정을 거쳐 적정 함수율을 갖도록 함으로써, 후술하는 성형 단계에서 부정형 아미노산 덩어리를 과립 또는 펠릿 형태의 입상 상태로 좀더 용이하게 성형할 수 있도록 한다.

상기 탈수 단계를 거친 부정형 아미노산 덩어리들의 적정 함수율은 함수율이 55% 내지 65% 범위 이내가 되도록 하는 것이 바람직하다. 부정형 아미노산 덩어리들의 함수율이 55% 미만인 경우 성형 과정에서 과립 또는 펠릿 형태의 입상 상태로 성형되지 못하고 분말 형태로 부스러지게되고, 65%를 초과하는 경우 부정형 아미노산 덩어리들이 죽처럼 흐물흐물 뭉개져 과립 또는 펠릿 형태의 입상 상태로 성형이 어려워진다.

상기 탈수 단계를 거친 아미노산 덩어리들은 이후 성형 단계를 거치게 되는데, 상기 성형 단계에서는 탈수된 상기 부정형 아미노산 덩어리를 과립 또는 펠릿 형태 등 다양한 형태의 입상 상태로 가압 성형하도록 한다. 가압 탈수된 상기 부정형 아미노산 덩어리들은 입상 성형기를 통해 입자의 직경이 대략 1mm 내지 5mm 범위 이내의 과립 또는 펠릿 형태를 가지는 입상 아미노산으로 성형될 수 있다.

상기 성형 단계를 거친 성형된 입상 아미노산은 건조 단계를 거쳐 최종적으로 입상형 발효아미노산으로 제공되며, 상기 건조 단계는 상업적으로 이용가능한 다양한 방법에 의하여 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 열풍 및 마이크로웨이브를 이용하여 이루어질 수 있다.

여기서, 마이크로웨이브는 입상아미노산 입자들의 내부 수분 건조와 살균이 동시에 이루어질 수 있도록 주파수가 3 내지 300GHZ 범위 이내이고, 파장은 1mm 내지 100mm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 마이크로웨이브가 조사된 입상아미노산 입자들은 마이크로웨이브의 용적가열특성상 속에서부터 120℃ 내지 135℃ 범위 이내로 가열되면서 내부 수분이 증발됨에 따라 내부 수분의 증발 압력에 의해 건조된 표면에 틈(Crack)이 생겨 이를 통해 내부로부터 증발된 수증기가 빠져나오면서 살균 및 건조가 동시에 이루어지게 된다.

이와 같이 제조된 입상형 발효아미노산의 사료 내 함량은 0.5~5 중량%인 것이 바람직하다. 입상형 발효아미노산의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 계란의 아미노산 증대 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 5 중량%을 초과하는 경우에는 첨가량에 비하여 계란의 아미노산 증대 효과가 미비하여 비경제적이다.

전술한 본 발명의 입상형 발효아미노산이 첨가된 사료를 급여한 산란계로부터 생산된 계란은 총 아미노산 함량이 20~30 중량%로서, 일반적으로 10 중량% 대의 총 아미노산 함량을 가지는 일반 계란에 비하여 총 아미노산 함량이 증대되게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명의 계란은, 발효 아미노산액을 산란계용 음수에 첨가한 후, 상기 발효 아미노산액이 첨가된 음수를 산란계에게 급여함으로써 생산할 수 있다.

이때, 상기 음수에 첨가되는 발효 아미노산액은 도축혈액 내 다량 함유된 단백질을 발효시켜 제조한 것이 사용되는 것을 특징으로 하며, 일 실시예로 수거된 도축혈액에 미생물 배양액과 물을 첨가하여 발효 반응시킴으로써, 상기 도축혈액을 아미노산 용액과 폐혈액 슬러지로 분리하는 단계; 상기 도축혈액으로부터 분리된 아미노산 용액을 여과하여 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 아미노산 용액을 살균처리하는 단계;를 거쳐 제조되는 것이 바람직하다. 이하, 각 단계를 상세히 살펴본다.

먼저, 폐도축 시설에서 나오는 동물의 폐혈액을 수집한 다음 폐혈액 처리조(100)로 이송시킨다.

상기 폐혈액 처리조(100)의 내부에는 교반기(110)가 설치되어 있는데, 상기 교반기(110)는 분당 약 20~40 rpm의 속도로 회전함으로써 폐혈액 처리조(100)안의 혈액이 응고하는 것을 방지한다.

상기 폐혈액 처리조(100)는 후술하는 바와 같이 미생물 배양액으로 구성된 혈액처리제를 투입하여 미생물의 증식 및 효소반응으로 혈액 중의 유기물질들을 분해 처리하는 것이므로, 폐혈액 처리조 내의 온도 및 pH 농도 환경을 미생물의 증식 및 효소반응에 최적인 상태로 유지하여야 한다. 예를 들어 온도는 효소의 반응에 적합한 25~35℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하며, 사용되는 미생물 및 효소의 특성에 따라 최적으로 반응을 일으킬 수 있는 pH 환경을 유지할 필요가 있다.

이를 위해 온도센서(120) 및 pH측정센서(130)에서 감지된 신호들은 제어유닛(140)으로 전송되며, 제어유닛(140)은 히터(150) 등을 작동시킴으로써 폐혈액의 온도를 원하는 범위로 유지시키고, pH를 조절할 수 있는 별도의 약품들을 투입함으로써(미도시) 폐혈액의 pH 범위를 적절하게 유지시킬 수 있다.

그리고 상기 수위감지센서(160)의 신호가 제어유닛(140)에 전달됨에 의해서, 제어유닛(140)은 현재 폐혈액 처리조(100) 내의 혈액의 양이 얼마나 되는지를 감지할 수 있으며, 미리 설정된 프로그램에 따라 폐혈액의 공급 여부를 결정하고, 미생물 혈액 처리제 및 물의 공급여부를 결정할 수 있다.

한편 상기 폐혈액 처리조(100) 내의 혈액을 생물학적으로 처리하기 위해서 미생물 배양액을 공급하는 미생물 배양액 공급장치(200)와 미생물의 효소반응에 필요한 물을 공급하는 물 공급장치(300)가 별도로 형성된다.

상기 미생물 배양액 공급장치(200)로부터 폐혈액 처리조(100) 내로 공급되는 미생물 배양액은 폐혈액을 10시간 안에 완전 분해하여 상층의 아미노산용액과 하층의 폐혈액 슬러지로 분리하는 역할을 담당하며, 하기 표 1의 단백질·미생물 분해 미생물, 섬유질 분해 미생물, 탄수화물 분해 미생물 및 질화 미생물의 배양액을 포함하고 있다.

	미생물 조성	함량비율(중량%)
단백질,지질 분해 미생물	바실러스 서브틸리스+바실러스 나토	60~75
섬유질 분해 미생물	셀루로모나스 셀룰란스	15~20
탄수화물 분해 미생물	슈도모나스 애루기노사 (또는 로도슈도모나스 젤라티노사)	3~6
질화 미생물	니트로소모나스 유로패아 (또는 니트로박터 위노그라드스키)	5~10

동물의 혈액은 혈장(plasma)으로 된 액체 성분과 백혈구, 적혈구, 혈소판 등의 혈구들로 이루어져 있는데, 이 중에서 혈장은 물이 90%, 혈장 단백질 9% 및 무기염류 1%로 구성되어 있고, 혈구들은 주로 단백질로 구성되어 있으며, 그 외 미량의 당, 지방, 섬유질이 포함되어 있다. 따라서 동물의 혈액을 가용 성분과 슬러지로 효과적으로 분리하기 위해서는, 혈액을 구성하는 각 유기물질들(단백질, 지질, 섬유질, 탄수화물 등)의 분해 작용에 잘 반응할 수 있는 효소를 생산하는 미생물들을 추출하여 배양하고 이 미생물들을 최적의 비율로 혼합하여 미생물 배양액을 만드는 것이 제일 중요하다고 할 수 있다.

본 발명에서 사용된 미생물 배양액은 (1) 단백질·지질 분해 미생물로는 바실러스 속(Bacillus sp.)에 속하는 미생물을 사용하며, (2) 섬유질 분해 미생물로는 셀룰로모나스 속(Cellulomonas so.)에 속하는 미생물을 사용하고, (3) 탄수화물 분해 미생물로는 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 또는 로도슈도모나스 속(Rhodopseudomonas sp.)에 속하는 미생물을 사용하며, (4) 질화미생물로는 니트로소모나스 속(Nitrosomonas sp.) 또는 니트로박터 속(Nitrobacter sp.)에 속하는 미생물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면, 단백질·지질 분해 미생물로는 바실러스 서브틸리스(bacillus subtilis) 배양액과 바실러스 나토(bacillus natto) 배양액을 1:1의 비율로 혼합된 것을 60~75 중량% 사용하며, 섬유질 분해미생물로는 셀룰로모나스 셀룰란스 배양액을 15~20 중량% 사용한다. 그리고 탄수화물 분해 미생물로는 슈도모나스 애루기노사 혹은 로도슈도모나스 젤라티노사 배양액을 3~6 중량% 사용하고, 질화미생물로는 니트로소모나스 유로패아 또는 니트로박터 위노그라드스키 배양액을 5~10 중량% 사용한다.

그리고 상기 폐혈액 처리조(100) 내에는 미생물 배양액 뿐만 아니라 물도 투입되는데, 혈액 100ℓ당 투입될 미생물 배양액의 양은 0.5~5 ℓ의 범위에서 투입하는 것이 바람직하며, 물의 양은 혈액 100ℓ당 5~20ℓ의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 미생물 배양액은 혈액 속에 투입되어 혈액의 성분들을 이용하여 특유한 효소들을 생산해 내고 이 효소들이 촉매작용을 일으켜 단백질 등을 아미노산 등의 작은 성분들로 분해하게 된다. 예를 들어, 본 발명에서 단백질 및 지질 분해 미생물로 사용되는 바실러스 서브틸리스와 바실러스나토는 우리나라의 전통 발효식품인 청국장에서 분리된 미생물 균들로서 세린 프로테아제 또는 메탈로 프로테아제 계통의 단백질 분해효소를 생산해 내는데, 이 프로테아제 효소들은 혈전용해효소로서 단백질과 지질 성분을 아미노산으로 분해하는 역할을 담당한다. 이와 마찬가지로 나머지 섬유질 분해미생물, 탄수화물 분해미생물 및 질화미생물도 각각의 분해효소들을 생산하여 혈액 속의 유기성분들을 보다 작은 물질들로 분해하는 역할을 담당한다.

상기 미생물 배양액에 의하여 폐혈액은 고품질의 아미노산 용액과 폐혈액 슬러지로 분리되는데, 아미노산 용액은 실질적으로 맑고 투명한 성상을 가지며, 폐혈액 슬러지는 검붉은 성상을 가지며, 아미노산 용액과 폐혈액 슬러지는 서로 명확하게 분리된 상태로 층을 이루게 된다.

상기 폐혈액 처리조(100) 내에서 미생물 배양액에 의하여 폐혈액은 상층의 아미노산 액체와 하층의 폐혈액 슬러지로 분리되게 되며, 분리된 슬러지는 폐혈액 처리조(100)의 하단에 있는 슬러지 배출구를 통하여 배출하고, 배출된 슬러지는 혈액통 등에 담겨서 차량으로 소각시설 또는 폐수처리시설로 운반되고, 아미노산 액체는 폐혈액 처리조(100)의 측면에 형성된 배출관들(170a,170b,170c)을 통해 배출된 후 필터수단(180)에서 불순물이 제거되고, 살균수단(190)에서 살균 처리된다. 살균 처리된 아미노산 용액은 아미노산 저장수단 등에 임시 저장되었다가 저장용기들에 담겨 이송되어 사용될 수 있다.

폐혈액 처리조(100)의 측면에는 복수 개의 배출관들(170a,170b,170c)이 형성되는데, 반드시 배출관들이 여러 개로 설치되어야만 하는 것은 아니나 폐혈액 처리조(100) 내의 혈액이 상등액(아미노산 액체)과 하층의 슬러지로 분리되므로, 이들을 효과적으로 외부로 배출하기 위해서는 상등액을 배출하기 위한 배출관들을 여러 높이 위치들에 따로 설치해두는 것이 효과적이다. 또는 이와 달리 제일 아래쪽에만 배출관(170c)을 설치하고, 슬러지 배출구로 하층의 슬러지들을 먼저 모두 배출한 후 제일 아래쪽의 배출관(170c)을 이용해 상등액(아미노산 액체)을 빼내는 것도 가능하다.

상기 배출관들(170a,170b,170c)은 멀티밸브 유닛에 의해 하나로 취합되어 이송펌프에서 가압된 후 필터수단(180)으로 이송된다. 필터수단(180) 안에는 적어도 하나 이상의 필터 엘리먼트(180a)가 설치되어 있어서 아미노산 액체가 필터 엘리먼트(120a)를 통과하면서 불순물이 제거된다.

상기 필터수단(120)을 통과한 아미노산액은 최종적으로 살균수단(190) 내에서 살균 처리되는데, 상기 살균수단(190)에서는 자외선 살균장치(190a) 또는 오존 살균장치(미도시) 등의 살균 장치들을 이용하여 세균을 죽이는 기능을 수행한다. 상기 살균수단(190)을 거쳐 제조된 발효 아미노산액은 고품질로 정제되고 위생적으로 살균 처리된 아미노산 용액으로 18종의 필수 아미노산들이 골고루 녹아 있으며, 15~20 중량%의 총 아미노산 함량을 가진다.

이와 같이 제조된 발효 아미노산액의 음수 내 함량은 3~5 중량%인 것이 바람직하다. 발효 아미노산액의 함량이 3 중량% 미만인 경우에는 계란의 아미노산 증대 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 5 중량%을 초과하는 경우에는 첨가량에 비하여 계란의 아미노산 증대 효과가 미비하여 비경제적이다.

전술한 본 발명의 발효 아미노산액 첨가된 음수를 급여한 산란계로부터 생산된 계란은 총 아미노산 함량이 20~30 중량%로서, 일반적으로 10 중량% 대의 총 아미노산 함량을 가지는 일반 계란에 비하여 총 아미노산 함량이 증대되게 된다.

이하, 다양한 실험예들을 통하여 본 발명에 대해서 설명하고자 한다. 다만, 하기의 제조예 및 실험예들는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실험예 1]

도축 폐혈액을 본 발명에 따라 발효, 증숙, 탈수, 성형, 건조 단계를 거쳐 제조한 입상형 발효아미노산(총아미노산 함량 : 약 80%)을 시장에서 구입한 산란계에 4주간 급이(기존사료에 입상아미노산사료 2% 첨가)하여 생산된 계란(도 6, Koptri-1551357(a))과 입상형 발효아미노산을 급이하기 전에 생산된 계란(도 6, Koptri-1551357(b))을 공인분석기관(한국고분자시험연구소)에 의뢰하여 총아미노산을 분석하여 하기 표 2,3에 표시하였다.

순번	아미노산	함량(mg/kg:ppm)	함량(%)
1	Alanine	7460	0.75
2	Glycine	5314	0.53
3	Valine	7445	0.74
4	Norvaline	234	0.02
5	Leucine	15378	1.54
6	Isolucine	6868	0.69
7	Threonine	6259	0.63
8	Serine	10792	1.08
9	Proline	5565	0.56
10	Aspartic acid	20648	2.06
11	Methionine	7292	0.73
12	4-Hydroxyproline	814	0.08
13	Glutamic acid	24177	2.42
14	Phenylalanine	12843	1.28
15	Lysine	20251	2.03
16	Histidine	7180	0.72
17	Hydroxylysine	불검출	불검출
18	Tyrosine	9817	0.98
19	Cystine	4884	0.49
총 아미노산 함량		172986	17.30

<입상형 발효아미노산 첨가 사료 급이 전, Koptri-1551357(a)>

순번	아미노산	함량(mg/kg:ppm)	함량(%)
1	Alanine	10058	1.01
2	Glycine	7295	0.73
3	Valine	11133	1.11
4	Norvaline	234	0.02
5	Leucine	22672	2.27
6	Isolucine	11519	1.15
7	Threonine	7683	0.77
8	Serine	13405	1.34
9	Proline	7414	0.74
10	Aspartic acid	23088	2.31
11	Methionine	10339	1.03
12	4-Hydroxyproline	1011	0.10
13	Glutamic acid	29724	2.97
14	Phenylalanine	19943	1.99
15	Lysine	26073	2.61
16	Histidine	10035	1.00
17	Hydroxylysine	불검출	불검출
18	Tyrosine	14578	1.46
19	Cystine	8762	0.88
총 아미노산 함량		234731	23.47

<입상형 발효아미노산 첨가 사료 급이 후, Koptri-1551357(b)>

상기 실험 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 입상형 발효아미노산이 첨가된 사료를 급이한 산란계로부터 생산된 계란의 경우, 총아미노산 함량이 약 36% 증대됨을 알 수 있었으며 특히 성장기 어린이들에게 절대 필요한 여러종류의 준,필수아미노산 또한 풍부하게 함유된 것을 확인할 수 있었다.

앞서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 발효부 11 : 발효 탱크
11a : 하부 직선 경사면 12 : 간접 가열기
13 : 발효제 투입기 14 : 제1 교반기
15 : 제1 구동 모터 16 : 제1 교반축
17 : 상측의 익형 교반 날개 18 : 제 1 경사판형 교반 날개
20 : 증숙부 21 : 증숙 탱크
21a : 직선 경사면 22 : 스팀 분사노즐
23 : 제2 교반기 24 : 제2 구동 모터
25 : 제2 교반축 26 : 제2 경사판형 교반 날개
26a : 스크래핑 수단 26b : 스크래핑 블레이드
26c : 탄성 스프링 26d : 블레이드 수용홈
26e : 간섭 방지홈 27 : 부상 배출 스크류
31 : 경사 체판 32 : 체눈
33 : 격자살 34 : 지지대
100 : 폐혈액 처리조 110 : 교반기
120 : 온도센서 130 : pH측정센서
140 : 제어유닛 150 : 히터
160 : 수위감지센서 170a,170b,170c : 배출관
180 : 필터수단 180a : 필터 엘리먼트
190 : 살균수단 190a : 자외선 살균장치
200 : 미생물 배양액 공급장치 300 : 물 공급장치

Claims (8)

1. 입상형 발효아미노산을 산란계용 사료에 첨가하는 단계; 및 상기 입상형 발효아미노산이 첨가된 사료를 산란계에게 급여하는 단계;를 포함하며,
   상기 입상형 발효아미노산은, 수거된 도축혈액에 발효제를 첨가한 후 가열하여 상기 도축혈액 내 포함된 단백질을 발효시켜 아미노산으로 전환시키는 발효 단계; 발효된 도축혈액 내에 고온의 스팀을 직접 분사하여 상기 발효 도축혈액 내에 포함된 아미노산을 복수 기공을 가지는 부정형 덩어리 형태로 증숙시키는 증숙 단계; 증숙된 부정형의 아미노산 덩어리와 잔류 수분을 분리하는 탈수 단계; 탈수된 상기 부정형 아미노산 덩어리를 입상 상태로 가압 성형하는 성형 단계; 및 성형된 입상아미노산을 건조하는 건조단계;를 통하여 제조되고,
   상기 발효 단계는, 수거된 도축혈액을 담아 수용하도록 내부 수용공간을 갖는 발효 탱크; 상기 발효 탱크 외주면 상에 구비되어 상기 발효 탱크 외측에서 열을 가해 간접 가열을 통해 상기 발효 탱크 내부에 담긴 도축혈액의 발효 온도를 일정하게 유지하는 간접 가열기; 상기 발효 탱크 상측에 연통되게 설치되어 도축혈액 내에 발효제를 공급하는 발효제 투입기; 및 상기 발효 탱크 내에 담겨진 도축혈액을 교반하는 제1교반기;를 포함하는 발효부에서 이루어지되,
   상기 간접 가열기에 의해 유지되는 발효 온도는 50~60℃이며,
   상기 발효제는 도축혈액의 0.5 ~3 중량%로 공급되고,
   상기 제1교반기의 회전속도는 30~40rpm이며,
   상기 증숙 단계는, 발효 도축혈액을 담아 수용하도록 내부 수용공간을 가지는 하나 이상의 증숙 탱크; 상기 각 증숙 탱크 내에서 수용된 상기 발효 도축혈액을 교반시키도록 설치되는 제2 교반기; 및 상기 증숙 탱크의 일측을 관통하며 설치되어 상기 제2 교반기에 의해 교반되는 상기 발효 도축혈액 내에 보일러에서 공급된 고온의 스팀을 직접 분사하여 증숙시키는 스팀 분사 노즐;을 포함하는 증숙부에서 이루어지되,
   상기 고온의 스팀은 75~95℃이며,
   상기 제2 교반기는 5~10rpm의 회전속도를 갖는 것으로서, 제2 구동 모터에 의해 정회전 또는 역회전 가능하게 설치되는 제2 교반축; 상기 제2 교반축 상에서 상기 증숙 탱크 내부의 직선 경사면에 대응되게 경사각을 이루며 형성되는 복수의 제2 경사판형 교반 날개; 및 상기 제2 교반축의 상기 제2 경사판형 교반 날개 하부에 설치되어 역회전 교반시 증숙되어 상기 증숙 탱크 하부에 침전된 상기 부정형 아미노산 덩어리를 상측으로 부상시킴과 아울러 정회전 배출시 증숙된 부정형 아미노산 덩어리를 상기 증숙 탱크의 하단부에 형성되는 배출구를 통해 가압 배출시키는 부상 배출 스크류;를 포함하고,
   상기 탈수 단계는, 경사 체판 및 스크류 프레스를 통하여 2차에 걸쳐 자연탈수방식으로 이루어지되,
   상기 경사 체판은 지지대 상에 동일 간격을 두고 서로 나란하게 배치되는 격자살 사이에 형성되는 체눈이 경사 상면으로부터 경사 하면으로 갈수록 개방 단면이 점차 확대되는 삼각 단면 형상을 갖도록 형성되고,
   상기 스크류 프레스는 콘타입으로 이루어진 통체이며,
   상기 건조 단계는, 주파수 범위가 3~300GHZ이고, 파장이 1~100mm인 마이크로웨이브를 이용하고,
   상기 사료 내 입상형 발효아미노산의 함량이 0.5~5 중량%인 것을 특징으로 아미노산 함량이 증대된 계란의 생산방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항의 방법에 의하여 생산된 계란으로서, 총 아미노산 함량이 20~30 중량%인 것을 특징으로 하는 아미노산 함량이 증대된 계란.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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